Fabricación de tableros portatiles de basquet con estructura metalica y paneles de vidrio templado

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(1)Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA. FABRICACION DE TABLEROS PORTATILES DE BASQUET CON ESTRUCTURA METALICA Y PANELES DE VIDRIO TEMPLADO. Informe Técnico presentado por el Bachiller:. CCUNO ATAJO, LUIS ALBERTO para optar el Título Profesional de Ingeniero Metalurgista.. AREQUIPA – PERU 2014. 1.

(2) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. PRESENTACIÓN. En el presente trabajo se establece un estudio y seguimiento de la fabricación de TABLEROS DE BASQUET de estructuras de acero soldadas. Las especificaciones y normas aplicadas están sujetas a las exigencias de la Federación Internacional de Básquet Asociado (FIBA), en las que se tendrán en cuenta las bases del diseño.. El propósito fundamental de la fabricación del tablero de básquet de estructuras de acero soldadas es lograr una estructura económica y segura, que cumpla con ciertos requisitos funcionales y estéticos.. La construcción con estructuras soldadas es de gran ventaja, ya que estas estructuras se las puede prefabricar de forma de unidades transportables, que luego se montan en el terreno. Este tipo de estructuras soldadas tienen una gran aplicación debido a su confiabilidad, menor masa en comparación con las estructuras de hormigón, así como por la posibilidad de su transportabilidad y producción industrial.. Se revisará el diseño de fabricación que ayudará a lo largo del proceso de fabricación; consultando los planos de fabricación del proyecto. Se desarrollará la planificación del proceso de fabricación en el cual se hará la elaboración del proceso y establecimiento del programa a producirse haciendo el respectivo seguimiento y llevando un control de cuanto se fabrica por día.. La Empresa fabrica equipos deportivos con calidad de exportación, en especial TABLEROS DE BASQUETBOL de:. ACRILICO CRYSTAL DE 12 Y 9 mm FIBERGLASS LAMINA PERFORADA VIDRIO TEMPLADO( seleccionado). 2.

(3) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. FABRICACIÓN DE TABLEROS PORTÁTILES DE BASQUET CON ESTRUCTURA METÁLICA Y PANELES DE VIDRIO TEMPLADO ÍNDICE. PRESENTACIÓN. CAPÍTULO I.- GENERALIDADES. 1.1. Acerca de sportek. 1. 1.2. Localización. 3. 1.3. Datos generales. 3. 1.4. Misión. 3. 1.5. Visión. 4. 1.6. Política de calidad. 4. 1.7. Objetivos de calidad. 4. 1.8. Valores. 4. 1.9. Objetivos. 6. 1.9.1. Objetivo general. 6. 1.9.2. Objetivos específicos. 6. CAPÍTULO II.- ESTUDIO DE LOS MATERIALES. 2.1. ¿Qué es el vidrio?. 7. 2.2. Tipos de vidrios según su composición química. 8. 2.3. Tipos de vidrios sodio-cálcicos según su uso. 12. 2.4. Propiedades mecánicas del vidrio. 12. 2.4.1. La elasticidad del vidrio. 12. 2.4.2. Tipos de fuerzas actuantes sobre el vidrio. 13. 2.5. Propiedades generales de los vidrios sodio-cálcicos. 14. 2.6. Vidrios tratados térmicamente. 17. 2.7. Usos del vidrio templado. 20. 2.8. Manipuleo e instalación. 20. 1.

(4) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPÍTULO III.- FABRICACIÓN DE ESTRUCTURAS METÁLICAS DE ACERO. 3.1. Aceros formados en frío. 21. 3.1.1. Observaciones generales. 21. 3.1.2. Principales usos. 21. 3.2. Ventajas. 22. 3.3. Perfiles de lámina delgada de acero formado en frío. 23. 3.4. Consideraciones de diseño para perfiles formados en frío. 24. 3.4.1. Pandeo local. 25. 3.4.2. Rigidez torsional. 26. 3.5. Influencia del formado en frío en las propiedades mecánicas. 26. 3.6. Especificaciones, cargas y métodos de diseño. 28. 3.6.1. Especificaciones. 28. 3.6.2. Cargas. 28. 3.6.3. Métodos de diseño. 28. 3.7. El método de diseño LRFD. 29. CAPÍTULO IV.- FABRICACIÓN DE LOS TABLEROS. 4.1. Generalidades. 31. 4.1.1. El soporte del tablero. 33. 4.1.2. El tablero. 33. 4.1.3. El aro. 36. 4.1.4. La red. 39. 4.1.5. La estructura de soporte del tablero. 40. 4.1.6. Almohadillado. 41. 4.2. Ejemplos. 43. CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA. 2.

(5) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO I. GENERALIDADES. 1.1. ACERCA DE SPORTEK. Somos una empresa dedicada a la implementación de infraestructura deportiva y recreativa ofreciendo al mercado lo más actualizado en tecnología para brindar al deportista y usuario los diseños y accesorios en los diferentes deportes para que estos alcancen sus metas en diferentes aspectos y niveles.. Apuntamos al futuro desarrollo del deporte y su mejoramiento continuo, buscando incursionar en las diferentes disciplinas con productos de alta duración que permiten a nuestros clientes y atletas desarrollar plenamente y darles la seguridad de cada paso tomado, la victoria siempre se encontrara bajo sus pies y en nuestras manos.. Contamos con un equipo profesional de arquitectos, ingenieros, especialistas en deportes que diseñan, construyen y asesoran permanentemente para poner en marcha su proyecto. Como representantes de Gared Sports, contamos con los mejores sistemas de básquet para uso profesional y recreativo, fijos y anclados al suelo, rodantes movibles, rebatibles colgados en las estructuras del techo de los coliseos, de tipo 1.

(6) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. bisagra plegable hacia los lados, tableros de vidrio templado de 12 mm con marco de aluminio y protectores del marco, con todos los sistemas de seguridad importados, pueden ser con huinches manuales o totalmente automatizados, aros basculantes y redes profesionales.. Nuestros equipos cuentan con aprobación de FIBA. Gared Sports ingresa al mercado peruano con toda una gama de opciones para equipamiento y mejoramiento de coliseos, estadios, piscinas y polideportivos, pisos comerciales y residenciales con el respaldo de afamados fabricantes extranjeros con años de experiencia en este rubro. Además de contar con un excelente equipo profesional de asesoría técnica de instalación y mantenimiento.. Gared Sports tiene más de 10 años en el mercado peruano instalando infraestructura deportiva y recreativa, traemos al Perú lo último en tecnología de pisos sintéticos, tales como: césped artificial y paisajistas, pistas atléticas, losetas de polipropileno, pisos de madera flotante, pisos comerciales y residenciales,. revestimiento. sintético,. pisos. de. PVC,. marcadores. electrónicos, tableros de básquet, pisos de poliuretano, asientos para auditorios, butacas, tribunas rebatibles, accesorios de pista atlética, máquinas para gimnasio, coberturas metálicas entre otros.. Dentro de la gama de productos puede encontrar:. Tableros de básquet fijos Tableros de básquet rodantes Tableros de básquet colgantes Tableros de policarbonato Tableros de vidrio templado (seleccionado) Tableros de básquet para exteriores Aros de básquet. Nuestras instalaciones lo confirman, Club Regatas de Chorrillos, Club Petroperú, Colegio Casuarinas, Colegio Carmelitas, Colegio Markham de Monterrico, Colegio Trilce, Colegio María Reina, Colegio Santísimo Nombre de Jesús, Nido 2.

(7) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Little One, Municipalidad de San Borja, Colegio Belén, Club Unión Árabe Palestino, Golf & Country Club de Trujillo, Delosi S.A. (KFC), Nido Colours, Colegio Pío XII, Universidad de Lima, Colegio Altaír, Líder Inversiones y Proyectos, Lima Golf Club, Club de Trabajadores del Banco Central de Reserva, Mibanco, A&F Wiese, Colegio Santa Margarita, Colegio La Salle, Complejo Deportivo Villarreal Miraflores, Colegio Lord Byron, Municipalidad de Ventanilla, Inversiones Rocazul, Colegio San Pedro, Centro Naval, Complejo Deportivo Huacho, Colegio Inmaculada Concepción, entre otros. 1.2. LOCALIZACION. Nuestras oficinas principales están ubicadas en: Av. Paseo de la República 6295 - Miraflores - Lima - Perú //. SPORTEK BOLIVIA: Av. Luis Crespo esquina Chaco 2080 tercer Piso Sopocachi La Paz- Bolivia 1.3. DATOS GENERALES. Razón Social: SPORTEK S.A.C. Página Web: http://www.sportekperu.com Tipo Empresa: Sociedad Anónima Cerrada Condición: Activo Fecha Inicio Actividades: 15 / Febrero / 2010 Actividad Comercial: instalaciones varias.. 1.4. MISION.. Proveer soluciones integrales a necesidades del área metalmecánica en la Region Arequipa, y en todo el Perú a través de la fabricación y comercialización de equipos, estructuras y piezas con altos estándares de calidad generando valor para sus proveedores, empleados, clientes y accionistas.. 3.

(8) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1.5. VISION.. Ser en el año 2015 una empresa líder a nivel nacional en la fabricación y comercialización de soluciones integrales del área metalmecánica, garantizando un crecimiento sostenible a través de la calidad de nuestros productos y servicios, generando rentabilidad, confianza y satisfacción para nuestros clientes y colaboradores. 1.6. POLÍTICA DE CALIDAD. Nuestra Empresa se compromete a fabricar bienes y prestar servicios que cumplan con los requisitos técnicos, del cliente y la organización; mejorando continuamente nuestro sistema de gestión de calidad, nivel tecnológico y eficiencia en nuestros procesos a través de la adecuada optimización de sus recursos. 1.7. OBJETIVOS DE CALIDAD. 1. Garantizar el desarrollo sostenible de la empresa simultáneamente con la satisfacción del cliente. 2. Suministrar productos de alta calidad, fortaleciendo la imagen existente en el mercado. 3. Optimizar la disponibilidad de los recursos para los diferentes procesos. 4. Mejorar continuamente nuestro sistema de gestión de calidad. 1.8. VALORES. Buscamos agregar valor en todo lo que hacemos. Nos enfocamos en Eficacia. la. sustentabilidad. de nuestros. productos, servicios y procesos para asegurar nuestra permanencia y desarrollo en el tiempo. Fomentamos el trabajo organizado y en equipo. Buscamos siempre soluciones creativas e innovadoras.. 4.

(9) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Forjamos nuestro futuro. Siempre buscamos hacer las cosas mejor para lograr nuestros objetivos. Nos orientamos a la máxima satisfacción de nuestros Superación. clientes como base de nuestro crecimiento. Creemos. y. fomentamos. el. desarrollo. personal. y. profesional de todos nuestros trabajadores. Construimos nuestro liderazgo a través de nuestro constante desarrollo. Aceptamos nuevos desafíos y nos abrimos al cambio. Entregamos soluciones confiables a nuestros clientes. La seguridad de nuestros clientes y trabajadores está presente en todas las decisiones que tomamos. Confiabilidad. Promovemos una comunicación transparente con nuestros clientes, trabajadores y la comunidad. Tenemos conciencia de nuestra responsabilidad en los derechos de los clientes, trabajadores y en la protección del medioambiente. Actuamos siempre con honestidad y bajo un estricto marco valórico. Tomamos decisiones respetando siempre las leyes,. Ética. normas y buenas prácticas que nos rigen como empresa y que determinan a los mercados y sociedades donde operamos. El respeto y trato digno hacia toda persona es la base de nuestra forma de relacionarnos. Nos comprometemos con nuestros desafíos y con el desarrollo de nuestra empresa, clientes, trabajadores y accionistas.. Compromiso. Fomentamos relaciones de largo plazo con todos nuestros clientes. Creemos en las relaciones cercanas y de largo plazo. Siempre buscamos cumplir con lo que prometemos.. 5.

(10) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1.9. OBJETIVOS. 1.9.1. OBJETIVO GENERAL. El presente trabajo tiene por objetivo la construcción de tableros de básquet que sea lo suficientemente económico y fácil de instalar en cualquier lugar y por cualquier persona, el cual lleve el control de un evento deportivo mediante una interfaz amigable para el usuario. 1.9.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Poner en práctica los conocimientos adquiridos durante la carrera de Ingeniería Metalúrgica a través de aplicaciones de función profesional.. Otorgar a la comunidad universitaria mis conocimientos y experiencias adquiridas durante los años de experiencia en el campo, lo cual permita un avance significativo para que haya una evolución constante en esta rama de la tecnología.. 6.

(11) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPÍTULO II. ESTUDIO DE LOS MATERIALES. En primer lugar se presentan consideraciones previas a la fabricación del tablero, las cuales se basan en normas y especificaciones técnicas. Estas normas ayudan a seleccionar los materiales adecuados para este caso y analizarlos por qué se los utilizó.. 2.1. ¿QUE ES ELVIDRIO?. El vidrio es un material que ha sido usado por el hombre desde hace milenios. Posiblemente sea el material más viejo fabricado por el hombre y que aún continúa afectando la vida presente. El vidrio está presente en formas tan diversas como: ventanas, vasos, envases de todo tipo, telescopios, en la industria nuclear como escudo de radiación, en electrónica como sustrato sólido para circuitos, en la industria del transporte, de la construcción etc.. Por sus características intrínsecas (brillantez, resistencia al uso, transparencia, etc), el vidrio es un material difícilmente sustituible (y a veces, realmente insustituible) en la mayoría de sus aplicaciones. Igualmente remarcable es la disponibilidad y bajo costo de las materias primas usadas para producirlo, especialmente su componente más importante: la sílice (que se encuentra en la arena). El vidrio es un material amorfo producido por la fusión de sílice y aditivos 7.

(12) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. a muy altas temperaturas. Al enfriar se convierte en un material duro y brillante sin estructura de grano, lo cual determina muchas de sus propiedades. Pero el término “vidrio” no es claro. A diferencia de otros productos usados cotidianamente, la palabra “vidrio” no describe exactamente una composición y propiedades definidas del producto. Esto es porque la palabra “vidrio” define -en realidad - un estado de la materia (como “gas”, “líquido” y “sólido cristalino”). Más correctamente: un “vidrio” es un sólido no cristalino, aunque realmente esta definición no nos lleva muy lejos (muchos plásticos también son sólidos no cristalinos). Una verdadera definición de “vidrio” está aún pendiente.. El producto que llamamos vidrio, es una sustancia dura, normalmente brillante y transparente, compuesta principalmente de silicatos y álcalis fusionados a alta temperatura. Se lo considera un sólido amorfo, porque no es ni sólido ni líquido, sino que existe en un estado vítreo. Los componentes principales del vidrio, como ya se dijo, son productos que se encuentran fácilmente en la naturaleza: sílice, cal y carbonato de sodio. Los materiales secundarios son usados para dar propiedades especiales o para facilitar el proceso de fabricación. De la mezcla de los materiales secundarios con las materias primas básicas en el porcentaje correcto se pueden obtener diferentes tipos de vidrio, los cuales pueden ser clasificados de acuerdo a su composición química. Dentro de cada tipo, a su vez, hay numerosas composiciones distintas.. Una posible clasificación de los vidrios según su composición química, sería la siguiente:  Vidrio sodio-cálcico  Vidrio Plomado  Vidrio Borosilicato  Vidrio Especiales 2.2. TIPOS DE VIDRIOS SEGÚN SU COMPOSICION QUIMICA. Según su composición química, los vidrios pueden clasificarse de la siguiente manera:. 8.

(13) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1. Vidrio sodio-cálcico:. Este es el vidrio comercial más común y el menos costoso. El amplio uso de este tipo de vidrio es debido a sus importantes propiedades químicas y físicas. El vidrio sodio-cálcico es primariamente usado para: envases (botellas, jarros, vasos de uso diario, etc.) y vidrio para ventanas (en la industria de la construcción y en la industria automotriz).. Para fabricarlo es necesario fundir la sílice, la cual lo hace a una temperatura muy alta (1700ºC). Para reducir esa temperatura de fusión y hacer a la masa más manejable, se le agrega soda. Pero el vidrio así obtenido es suave y no muy durable, por lo que se le agrega cal para aumentar su dureza y durabilidad química. Otros óxidos se agregan por otras varias razones, o son impurezas naturales de las materias primas. Por ejemplo, el aluminio aumenta la duración química aún más y aumenta la viscosidad en los rangos de temperaturas más bajos.. Otros componentes adicionales son el óxido de plomo y compuestos de boro. El óxido de plomo en cantidades moderadas aumenta la durabilidad, y en altas cantidades baja el punto de fusión y disminuye la dureza. También incrementa el índice de refracción y es por lo tanto el aditivo más usado para vidrios de decoración con alto brillo.. Los vidrios con boro tienen alta resistencia a la corrosión química y los cambios de temperatura. La propiedad más importante del vidrio sodio-cálcico es su elevada capacidad de transmisión de la luz, lo que lo hace adecuado para usar como vidrio en ventanas. Además su superficie suave y no porosa lo hace especialmente apto para ser usado como envases pues resulta fácil de limpiar, y debido a la inercia química del vidrio sodio-cálcico, éste no contaminará el contenido ni afectará el sabor de los elementos guardados allí.. Un típico vidrio sodio-cálcico está compuesto de 71 a 75% en peso de arena (SiO2), 12-16% de soda (óxido de sodio de la materia prima carbonato de sodio), 10-15% de cal (oxido de calcio de la materia prima carbonato de calcio) y un bajo porcentaje de otros materiales para propiedades específicas tales como el color.. 9.

(14) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Una de las mayores desventajas del vidrio sodio-cálcico es su relativamente alta expansión térmica, por lo que posee una resistencia relativamente pobre a cambios súbitos de temperatura. Esta limitación debe ser tomada en cuenta al instalar un vidrio en una ventana. Además el vidrio sodio-cálcico no es resistente a químicos corrosivos. 2. Vidrio Plomado:. Si se utiliza óxido de plomo en lugar de óxido de calcio, y oxido de potasio en lugar de todo o la mayoría del óxido de sodio, tendremos el tipo de vidrio comúnmente llamado cristal plomado. El óxido de plomo se agrega para bajar la temperatura de fusión y la dureza y también elevar el índice de refracción del vidrio.. Un típico vidrio plomado está compuesto de 54-65% de sílice (SiO2), 18-38% de óxido de plomo (PbO), 13- 15% de sodio (Na2O) o potasio (K2O), y varios otros óxidos. Se pueden usar dos tipos diferentes de óxido de plomo: el PbO y el Pb3O4, éste último preferido por su mayor porcentaje de oxígeno presente. Vidrios del mismo tipo pero conteniendo menos que 18% de PbO son conocidos simplemente como cristal.. Por su alto índice de refracción y su superficie relativamente suave, el vidrio plomado es usado especialmente para decoración a través del pulido, corte y/o tallado de su superficie (vasos para beber, jarrones, bols, o ítems decorativos); también es ampliamente usado en vidrios modernos particularmente en cristales y ópticas. Se lo suele usar para aplicaciones eléctricas por su excelente aislamiento eléctrica. Asimismo es utilizado para fabricar los tubos de termómetros así como todo tipo de vidrio artístico.. El vidrio plomado no resiste altas temperaturas o cambios súbitos en temperatura y su resistencia a químicos corrosivos no es buena. El vidrio con un contenido aún mayor de plomo (típicamente 35%) puede ser usado como pantalla de radiación porque es bien conocida la habilidad del plomo de absorber los rayos gamma y otras formas de radiación peligrosa. Este tipo de vidrio es más caro que el vidrio sodio-cálcico.. 10.

(15) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3. Vidrio Borosilicato:. El vidrio borosilicato es cualquier vidrio silicato que contenga al menos 5% de óxido bórico en su composición.. Este vidrio tiene mayor resistencia a los cambios térmicos y a la corrosión química. Gracias a estas propiedades, el vidrio borosilicato es adecuado para uso en la industria química de procesos, en laboratorios, ampollas y frascos en la industria farmacéutica, en bulbos para lámparas de alto poder, como fibra de vidrio para refuerzos textiles y plásticos, en vidrios fotocrómicos, artículos de laboratorios, elementos de uso en las cocinas (planchas eléctricas, fuentes para el horno) y otros productos resistentes al calor, vidrios para unidades selladas de vehículos, etc.. Un típico vidrio borosilicato está compuesto de un 70 a 80% de sílice (SiO 2), un 7 a 13% de ácido bórico (B2O3), un 4-8% de óxido de sodio (Na 2O) y óxido de potasio (K2O), y un 2 a 7% de óxido de aluminio (Al2O3). 4. Vidrios Especiales. Se pueden inventar vidrios con propiedades específicas para casi cualquier requerimiento que se pueda imaginar. Sus composiciones son diversas e involucran numerosos elementos químicos. Así pueden obtenerse vidrios especiales para uso en diversos campos tales como en química, farmacia, electro-tecnología, electrónica, óptica, aparatos e instrumentos, etc. Podemos citar como ejemplos:  Vidrio alúmino-silicato: tiene óxido de aluminio en su composición. Es similar al vidrio borosilicato pero tiene una mayor durabilidad química y puede soportar temperaturas de operación más altas. Comparado con el borosilicato, el vidrio alúmino-silicato es más difícil de fabricar. Cuando se lo cubre con un film conductivo, el vidrio alúmino-silicato es usado como para circuitos electrónicos.  Vidrio de silicio 96%: se obtiene a partir de un vidrio borosilicato fundido, al que se le remueven casi todos los elementos no silicatos. Este vidrio es resistente a shocks térmicos superiores a 900ºC. 11.

(16) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.  Vidrio de sílice fundida: es dióxido de silicio puro en un estado no cristalino. Es muy difícil de fabricar, por lo que es el más caro de los vidrios. Pueden sostener temperaturas de operación de arriba de 1200ºC por períodos cortos. 2.3. TIPOS DE VIDRIOS SODIO-CALCICOS SEGÚN SU USO. Una clasificación de los vidrios según su uso, la cual podría ser la siguiente:  VIDRIO PLANO (fabricado en líneas automáticas) Para uso en Construcción: ventanas, courtain wall, fachadas templadas, etc. Para uso en Automotores: parabrisas, lunetas traseras, vidrios laterales, espejos retrovisores, tanto para automóviles particulares como para transporte de pasajeros (terrestre y ferrocarril), maquinarias agrícolas, etc. Para uso en Artículos Electrodomésticos: la llamada línea blanca (hornos de cocina, heladeras, calefones, etc.). Para uso en Refrigeración: puertas de heladeras exhibidoras, etc.  VIDRIO HUECO (fabricado por soplado automático o manual) - para uso en Envases: botellas, frascos, etc.  VIDRIO PA R A DECORACION (elaborado por el método conocido como fusing) - Muebles de Vidrio: bachas para baños, mesas pequeñas, etc. Objetos varios para decoración (producidos normalmente en forma artesanal): platos, floreros, collares, ceniceros, vasos, etc.  VIDRIO A RTISTICO (elaborado por fusing y/o soplado manual) - Todo tipo de objetos con aplicaciones no funcionales sino artísticas. 2.4. PROPIEDADES MECANICAS DEL VIDRIO. 2.4.1. LA ELASTICIDAD DEL VIDRIO. Si se ejerce un empuje en el centro de una placa de vidrio, o si se trata de doblarla, veremos que ésta, en efecto, se doblará. No mucho realmente, pero algún grado de curvado o doblado es posible. De hecho, las reflexiones que se producen en un vidrio grande cuando un viento fuerte 12.

(17) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. incide sobre él, son debidas a que el vidrio se dobla por la presión del viento.. El vidrio es un material inusual en este aspecto, no porque se doble o curve - la mayoría de los materiales lo hacen sino porque retorna exactamente a su forma original cuando el doblado o fuerza de curvado es removida. Esta característica del vidrio lo clasifica como un material perfectamente elástico. Si se va aumentando la fuerza aplicada, el vidrio finalmente romperá cuando se alcance su última capacidad de resistencia. Pero en cualquier punto antes de la rotura, el vidrio no deformará permanentemente. Para ser preciso, el vidrio debe ser clasificado como cercano a la elasticidad perfecta. 2.4.2. TIPOS DE FUERZAS ACTUANTES SOBRE EL VIDRIO:. Un vidrio colocado en su marco se verá sometido a las siguientes fuerzas:. 1. La fuerza de FLEXION: producida por las cargas de viento, nieve o personas apoyándose sobre el vidrio. La fuerza de flexión actuante genera:. COMPRESION sobre la superficie del vidrio expuesta a la carga del viento TRACCION sobre la cara opuesta. Mientras la fuerza de Compresión actúa “prensando” el material, la de tracción lo hace tendiendo a “separar” el material.. 2. La fuerza de CORTE: actúa en los extremos sujetados del vidrio y actúa como hojas de una cuchilla que tiende a separar dos partes del material.. El vidrio tiene mucha resistencia a los esfuerzos de compresión y corte pero poca resistencia a los esfuerzos de tracción. Un vidrio rompe debido a los esfuerzos de tracción. La resistencia del vidrio es sólo levemente 13.

(18) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. afectada por su composición química, pero es altamente dependiente de la condiciones de la superficie. El vidrio producido comercialmente puede adquirir pequeñas picaduras y rayaduras en el curso de la manufactura y más tarde en el uso.. Cualquier esfuerzo aplicado sobre el vidrio se concentrará en esos puntos de daños, de tal modo que la tensión se incrementará por encima de la cantidad de esfuerzo original aplicado. El vidrio no se desintegra ni explota sometido a las cargas de flexión, sino que la rotura se origina en un punto específico (donde hay una falla) la cual se convierte en una pequeña grieta y de allí progresa extendiéndose rápidamente sobre el vidrio y generando la rotura.. En la resistencia del vidrio a la rotura también influye el tiempo durante el cual se aplicó la tensión. A mayor tiempo de aplicación, la capacidad de resistencia del vidrio disminuye respecto a la original. 2.5. PROPIEDADES GENERALES DE LOS VIDRIOS SODIO-CÁLCICOS:. Las propiedades físicas más importantes son las siguientes:  Densidad : 2,5 kg/m3, lo que significa un peso de 2,5 kg/m2 por cada mm de espesor (es comparable con la densidad del aluminio: 2,6 kg/ m 2)  Punto de Ablandamiento: aproximadamente 730°C.  Conductividad Térmica (coeficiente lambda) = 1.05 W/mK. La diferencia existente entre varios tipos diferentes de vidrio plano es muy pequeña como para ser considerada.  Coeficiente de Dilatación Lineal: es el alargamiento experimentado por la unidad de longitud al variar 1º C la temperatura. Para el vidrio (entre 20 y 220ºC) es 9 x 10-6 /ºC. Por ejemplo: un vidrio de 2000 mm de longitud que aumente su temperatura en 30º C sufrirá un alargamiento de 2000 x (9x106) x 30 = 0.54 mm.. En el siguiente cuadro se observan los coeficientes de dilatación de los elementos más usuales en la industria de la construcción, así como su relación respecto al vidrio: 14.

(19) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Puede observarse que el vidrio tienen un coeficiente de expansión térmica mucho más bajo que los metales.  Dureza: a continuación se indican dos escalas que miden la dureza de los materiales. En estas escalas se debe entender que cada elemento raya al anterior (de menor dureza) y no raya al siguiente (de mayor dureza).. Escala Mohs:  diamante 10  zafiro 9  vidrio 6 a 7  yeso 2  talco 1 Escala Knoop (Kg/mm2):  Diamante 5.500 a 6.950  vidrio 575  yeso 32. Los vidrios templados (“Vidrios Tratados Térmicamente”) poseen la misma dureza superficial que los vidrios recocidos.  Módulo de Elasticidad (módulo de Yo u n g ) : E = 720.000 kg/cm2 Otros materiales: Acero. 2. 1 0 0 . 0 0 0. Aluminio. 700.000. Concreto. 200.000. Policarbonato. 21.000-25.000.  Coeficiente de Poisson: varía entre 0.22 a 0.23.  Resistencia a la intemperie: no presenta cambios. 15.

(20) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.  Resistencia Química: El vidrio resiste a la mayoría de los ácidos excepto al ácido flurhídrico y a alta temperatura el fosfórico. Los álcalis, sin embargo, atacan la superficie del vidrio. Si sobre el vidrio caen elementos típicos de la construcción (cal, cemento, etc.), los álcalis de esos productos al ser liberados por la lluvia, causaran abrasión de la superficie del vidrio.  Resistencia Mecánica: El vidrio siempre rompe por tensiones de tracción en su superficie:  Resistencia a la Tracción: varía entre 300 y 700 kg/cm2, dependiendo de la duración de la carga. Si la carga es permanente la resistencia a la tracción disminuye un 40%. La resistencia a la tracción varía con la temperatura: a mayor temperatura, menor resistencia. También depende del estado de los bordes del vidrio: el canto pulido brinda mayor resistencia que el canto arenado y, por último el corte neto.  Resistencia a la Compresión: aproximadamente 10.000 kg/cm2 es el peso necesario para romper un cubo de vidrio de 1 cm de lado).  Módulo de Rotura para: Vidrios recocidos: de 350 a 550 kg/cm2 Vidrios Templados: de 1850 a 2100 kg/cm2  Módulo de Trabajo para: Vidrios recocidos con carga momentánea: 170 kg/cm2 Vidrios recocidos con carga permanente: 60 kg/cm2 Vidrios templados: 500 kg/cm2.  Varios: un vidrio con su superficie esmerilada o arenada tiene un 30% menos de resistencia a la tracción. El vidrio laminado simétrico en condiciones normales de uso en aberturas presenta una resistencia por lo menos un 10% menor que un float monolítico de igual espesor total.  Resistencia a la Temperatura: un vidrio de 6 mm calentado a una mayor temperatura y sumergido en agua a 21ºC romperá cuando la diferencia de temperatura alcance los 55ºC aproximadamente. Un vidrio templado lo hará con una diferencia de temperatura de los 250ºC.  Constante Dieléctrica: para vidrio de 6 mm a 21°C. - 1,000,000,000. ciclos por seg.. 6.0. -. 10,000,000. ciclos por seg.. 6.5. -. 1,000. ciclos por seg.. 7.4. -. 10. ciclos por seg.. 30.0. 16.

(21) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.  Indice de Refracción: 1.52 (El índice de refracción varía para luces de diferentes longitudes de onda).  Transmitancia Térmica (valor U ) : 5.8 W/m2 °C  Transmisión de luz visible: depende del tipo de vidrio; para el vidrio Float: 87%, Vidrio Armado 75%, Translúcido 70 a 85% (estos son valores aproximados para vidrio de 6 mm basados en luz difusa incidentes desde el cielo sobre la ventana). Los vidrios color y reflectivos tienen valores significativamente menores.  Transmisión de Infrarrojos: El vidrio común tiene la propiedad de ser relativamente transparente a los rayos infrarrojos de onda corta, pero relativamente opacos a los de longitud de onda larga. Esta es la razón por la que los vidrios para horticultura acumulan calor en el interior de los invernaderos. La radiación de los rayos el sol de onda corta pasan por el vidrio y es absorbida por plantas, paredes, etc., la que re-irradian parte del mismo como radiación de longitud de onda larga la que, parcialmente, es reflejada hacia el interior.  Transmisión Ultravioleta: el vidrio común transmite una proporción de los rayos UV del sol. Para impedir el ingreso de los rayos UV, se debe utilizar vidrios laminados 2.6. VIDRIOS TRATADOS TERMICAMENTE. Como se explicó, el vidrio recocido es muy resistente la compresión pura, pero relativamente débil a la tracción. La rotura de un vidrio se produce por un excesivo esfuerzo de tracción sobre la superficie de sus bordes, o en una sobretensión en las microfisuras que siempre se encuentran presentes en la superficie del vidrio.. Teniendo en cuenta que los esfuerzos más comunes que soportará un vidrio en su vida útil son, precisamente, los de tracción (presión de viento, personas que se apoyan o caen sobre el vidrio), es fácil imaginar los serios inconvenientes que esto significa. Por medio del tratamiento térmico se logra que el vidrio obtenga una mayor resistencia a la tracción (ya sea mecánica o térmica), respecto a la que es natural en un vidrio float. Durante la producción de vidrio float la masa fundida de vidrio es enfriada lentamente (proceso de recocido) para remover las tensiones que se originan entre la superficie exterior de la masa (que se enfría 17.

(22) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. más rápido) y el interior de la misma (que, inevitablemente se enfría más lentamente). Si el vidrio no fuera recocido, no podría ser cortado ni procesado posteriormente debido a que estas tensiones lo hacen más resistente, lo cual es indeseable para un vidrio de uso común.. Pero esta propiedad puede ser usada cuando se desea disponer de un vidrio más resistente. Para ello se somete al vidrio a un tratamiento térmico que consiste en elevar su temperatura hasta cerca del punto de ablandamiento (650ºC) y enfriarlo rápidamente. El enfriamiento rápido del vidrio hace que la superficie del mismo se enfríe más rápido que el centro, el que estará relativamente más caliente. La superficie del vidrio al enfriarse se contrae mientras que el centro no lo hace de la misma manera. Mientras el centro se va enfriando, fuerza a la superficie y a los bordes a la compresión. El principio básico empleado en el tratamiento térmico es crear una condición inicial de compresión en la superficie y los bordes. De este modo la presión del viento, el impacto de objetos, las tensiones térmicas u otras cargas que pueden afectar al vidrio, deberán primero vencer esta compresión antes que pueda suceder cualquier fractura. Esto es un “vidrio térmicamente tratado”. El color, la transparencia y demás propiedades del vidrio no se ven afectadas por el tratamiento térmico.. En el cuadro siguiente pueden compararse los resultados de un vidrio común y un vidrio templado en relación a la tensión de rotura.. Los vidrios térmicamente tratados pueden ser de dos tipos, dependiendo de la velocidad de enfriamiento a la que haya sido sometido durante su fabricación: . Templado: aquí el enfriamiento es muy rápido. . Termoendurecido: el enfriamiento es más lento.. 18.

(23) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Las diferencias de propiedades entre el vidrio común, el vidrio templado y el termoendurecido se pueden observar en el siguiente cuadro:. Una propiedad muy importante del vidrio templado es que - debido a las elevadas tensiones a las que ha sido sometido - una vez que inicia la rotura ésta se propaga rápidamente debido a la liberación de energía que se produce. Como consecuencia de ello, el vidrio se desintegra en pequeños fragmentos que no causan heridas cortantes o lacerantes serias (ver figura), como la que causaría los bordes filosos de pequeños trozos de vidrio recocido. Por este motivo el vidrio templado es considerado un vidrio de seguridad.. Rotura de un vidrio recocido. Rotura de un vidrio templado. Cuando se tiemplan vidrios reflectivos, se pueden producir ondulaciones en la superficie las que generan indeseables distorsiones en la imagen percibida. Por ese motivo, en estas situaciones, es preferible la utilización de vidrio termoendurecido. Además el vidrio termoendurecido es capaz de soportar las tensiones térmicas que generan rotura por stress térmico. 19.

(24) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 2.7. USOS DEL VIDRIO TEMPLADO. El vidrio templado se usa en lugar de otros vidrios en aplicaciones que requieren aumentar la resistencia y reducir la probabilidad de lesiones en caso de rotura. En la industria de la construcción se usa en vidrios exteriores en edificios de gran altura y en antepechos, en puertas de abrir, mamparas de baños, fachadas de lobbys, escaleras y pisos de vidrio, frente de negocios y bancos, etc. También se usa para canchas de pelota a paleta o deportes similares, en tableros de basketball, sky-lihts y paneles solares. En la industria automotor se usa para las ventanas laterales y traseras en automóviles, camiones y otros vehículos. La industria manufacturera usa vidrio templado en refrigeradores, muebles, hornos, anaqueles y pantallas de chimeneas. Debido a su elevada resistencia y confiabilidad, el vidrio templado puede ser utilizado en aplicaciones estructurales y semi-estructurales, con agujeros y entrantes lo que posibilita su montaje y unión con herrajes abulonados.. El vidrio templado no debe ser usado donde se busque resistencia al fuego. Tampoco debe usarse cuando el objetivo es proveer seguridad contra la entrada de ladrones. 2.8. MANIPULEO E INSTALACION. El vidrio templado debe recibir el mismo cuidado que un vidrio no templado. Desafortunadamente, acostumbrados a la gran resistencia que tiene un vidrio templado puede hacer que la gente ponga menor cuidado en su manipuleo. La falta de cuidado en el manipuleo y la instalación inapropiada a veces produce daños en los bordes.. Una rotura posterior a la instalación puede ocurrir cuando los bordes dañados del vidrio templado son sujetos a tensiones térmicas o mecánicas moderadas. La penetración de la capa de compresión producirá instantánea fragmentación del vidrio templado.. 20.

(25) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO III. FABRICACION DE ESTRUCTURAS METALICAS DE ACERO. 3.1. ACEROS FORMADOS EN FRÍO.. 3.1.1. OBSERVACIONES GENERALES.. En acero de construcción, existen dos familias principales de miembros estructurales. Uno corresponde a los perfiles laminados en caliente y secciones construidas a base de chapas. El otro, menos conocido pero de importancia creciente, se compone de las secciones formadas en frío a partir de chapas, flejes o bobinas. El espesor de hojas o chapas de acero utilizado generalmente en miembros estructurales de acero formado en frío oscila entre 0,0149 pulgadas (0,4 mm) hasta aproximadamente 1/4 pulgadas (6,4 mm). 3.1.2. PRINCIPALES USOS: • Chasis de vehículos • Estanterías de almacenamiento • Protecciones de carreteras • Monopostes, torres y mástiles de transmisión 21.

(26) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. • Elementos para la construcción de puentes • Estructuras de edificios. Pueden usarse como la estructura principal en construcciones de tres o cuatro pisos. • Cerramientos de edificios • Correas 3.2. VENTAJAS:. Al igual que los perfiles laminados en caliente de mayor espesor, pueden fabricarse perfiles livianos conformados en frío para cargas relativamente bajas y/o luces cortas. Las configuraciones de secciones inusuales pueden ser producidas económicamente por operaciones de conformado en frío y pueden obtenerse relaciones resistencia-peso favorables.. Pueden fabricarse paneles, cuyo peso permite su manipuleo, con el fin de ejecutar entrepisos, cubiertas, cerramientos. Cabe destacar que los mismos pueden estar provistos de agujeros especiales para diversas instalaciones (electricidad, desagües, aire acondicionado, etc.).. Los paneles mencionados no sólo serán capaces de soportar cargas normales a su plano. Dado que poseen rigidez en su plano podrán ser usados como estructura de rigidez de las construcciones en la que sean parte.. Comparado con otros materiales, como la madera y el hormigón; los miembros estructurales de acero formados en frío poseen las siguientes cualidades: • Bajo peso • Alta resistencia y rigidez • Facilidad de prefabricación y producción industrializada • Fácil y rápido montaje • Eliminación sustancial de retrasos debido al clima • Encofrados innecesarios • A prueba de plagas, como las termitas; o descomposición • Economía en el transporte y manipuleo • Incombustible • Material reciclable 22.

(27) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. La combinación de las ventajas antes mencionadas puede resultar en costos, ahorro en la construcción.. 3.3. PERFILES DE LÁMINA DELGADA DE ACERO FORMADOS EN FRÍO.. Los perfiles de acero formados en frío se fabrican doblando láminas delgadas de acero de bajo carbono o baja aleación en prácticamente cualquier sección transversal deseada, como las mostrada en la figura siguiente.. De las cuales hay disponibles en el mercado nacional: canales U, correas G, perfil Z, perfil Ω, ángulos L y tuberías circular, cuadradas y rectangular.. En general, las alturas de las almas de los perfiles formados en frío varían entre 2 a 12 pulgadas (51 a 305 mm), excepcionalmente hasta 18 pulgadas (457 mm); mientras que sus espesores varían entre 0.048 a 0.25 pulgadas (1.2 a 6.4 mm), pudiendo llegar en algunos casos hasta 0.5 pulgadas (13 mm) o más.. Espesores de aproximadamente 0.75 o 1 pulgada (19 o 25 mm) se han usado en estructuras de telecomunicaciones.. 23.

(28) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.4. CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA PERFILES FORMADOS EN FRÍO.. Al ser aceros estructurales aceros hipoeutectoides), tienen propiedades dúctiles.. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Fe-C. 24.

(29) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. ENSAYO DE TRACCION (ACERO). El uso del material delgado y el proceso de formación de los perfiles resultan en un diseño diferente de aquellos que se utiliza en los perfiles laminados en caliente. 3.4.1. PANDEO LOCAL.. Debido a que el espesor es pequeño comparado con el ancho, estos elementos pueden pandearse a niveles de esfuerzos muchos menores que el de la fluencia si están sometidos a compresión, cortante o aplastamiento (ver Figura).. 25.

(30) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Por lo tanto el pandeo local es uno de los criterios de diseño más importantes; además experimentalmente se conoce que estos elementos no fallan cuando alcanzan el esfuerzo de pandeo local (500 lb = 227 Kg) sino que pueden soportar un aumento en la carga (3400 lb = 1545 Kg). 3.4.2. RIGIDEZ TORSIONAL.. Capacidad que tiene un cuerpo a ser sometido a torsión. Debido a que en algunas secciones el centroide y el centro de corte no coinciden el pandeo debido a torsión puede ser un factor crítico en el diseño. 3.5. INFLUENCIA. DEL. FORMADO. EN. FRÍO. EN. LAS. PROPIEDADES. MECÁNICAS.. Las propiedades mecánicas en las secciones formadas en frío son diferentes al original previo al formado, ya que en el proceso aumenta el punto de fluencia, aumentan la resistencia última del material, pero disminuye su ductilidad. La figura ilustra la variación de las propiedades mecánicas en zonas específicas de un canal.. 26.

(31) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. El material de las esquinas ha sido trabajado en un grado superior al de los materiales que permanecen planos, por lo tanto las propiedades de una misma sección transversal son diferentes. De esta forma el pandeo local empezara en la parte plana y cualquier carga adicional será repartida en las esquinas.. Los cambios en las propiedades mecánicas por trabajado en frío se deben principalmente al endurecimiento y envejecimiento por deformación unitaria.. 27.

(32) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.6. ESPECIFICACIONES, CARGAS Y MÉTODOS DE DISEÑO.. 3.6.1. ESPECIFICACIONES.. El diseño de las mayorías de las estructuras está regido por especificaciones o normas. Estas especificaciones no se han elaborado con el propósito de restringir al Ingeniero, sino con el fin de proteger al público.. En cuanto a los aceros formados en frío, las especificaciones de diseño para esta familia de miembros estructurales, y la que rige nuestro proyecto, son las dictadas por El Instituto Americano del Hierro y el Acero (American Iron and Steel Institute / AISI) año 2001. 3.6.2. CARGAS.. En el diseño de estructuras de acero se clasifica las cargas que actúan sobre la misma, según su naturaleza, así:. Cargas Muertas: Cargas constante que permanecen fijas en un lugar, tales como el propio peso y otras cargas permanentemente unidas a ella. Carga Vivas: Son aquellas que pueden cambiar de lugar y magnitud. Las cargas que se mueven bajo su propio impulso como camiones, gente, grúas, etc., se denominan cargas móviles y aquellas que pueden ser desplazadas, como muebles, materiales en un almacén, nieve, etc., se denominan cargas movibles. Otras cargas vivas son aquellas causadas al construir, viento, lluvia, sismo, entre otras. 3.6.3. MÉTODOS DE DISEÑO.. La mayoría de las estructuras de acero suelen ser diseñadas con “métodos elásticos”. El Ingeniero calcula las cargas de trabajo o servicio y diseña los miembros estructurales con base en ciertos esfuerzos permisibles. Estos usualmente son cierta fracción del esfuerzo mínimo de fluencia especificado del acero. Este método de diseño se denomina 28.

(33) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. apropiadamente “Diseño por esfuerzos permisibles o Diseño por esfuerzos de trabajo”.. Muchas de las especificaciones para este método se basan en el comportamiento plástico o en la resistencia última y no en el comportamiento elástico. Los Ingenieros conocen que la mayor porción de la curva esfuerzo-deformación yace más allá del límite elástico del acero. Los aceros pueden resistir esfuerzos considerablemente mayores que sus esfuerzos de fluencia, gracias a la ductilidad del acero; por esta razón desde hace décadas se han venido realizando mejoras al “diseño plástico”. Sin duda alguna, para ciertas edificaciones de acero, con el diseño plástico se puede lograr un uso más económico del acero que con el diseño elástico. 3.7. EL MÉTODO DE DISEÑO LRFD.. Este método de diseño plástico denominado LRFD por sus siglas en inglés (Load and Resistance Factor Design), en español, Diseño por factor de carga y resistencia. Este método se basa en los conceptos de estados límites; es decir las condiciones en la que una estructura o parte de ella deja de cumplir su pretendida función. Existen dos estados de servicio, el de resistencia, que se fundamenta en la seguridad o capacidad de carga de las estructuras e incluye las resistencias plásticas, de pandeo, de fractura, de fatiga, de volteo, etc.; y el de servicio, que tiene que ver con aspectos asociados con el uso y ocupación, tales como deflexión excesiva, deslizamiento, vibraciones y agrietamientos. La estructura no sólo debe ser capaz de soportar las cargas de diseño o últimas, sino también las de servicio o trabajo en forma tal, que se cumpla con los requisitos de los usuarios de la misma.. En el método LRFD, las cargas de servicio (Qi) se multiplican por ciertos factores de carga o seguridad (λi) que son casi siempre mayores que 1.0 y se obtienen las “Cargas factorizadas” usadas para el diseño de la estructura. Las magnitudes de los factores de carga varían, dependiendo del tipo de combinación de las cargas, así:. 29.

(34) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. • U1 = 1.4D + L • U2 = 1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr o S o Rr) • U3 = 1.2D + 1.6 (Lr o S o Rr) + (0.5L o 0.8W) • U4 = 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5 (Lr o S o Rr) • U5 = 1.2D + 1.5E + 0.2S • U6 = 0.9D – (1.3W o 1.5E). Donde Ui = Combinaciones de carga D = Carga muerta L = Carga viva Lr = Carga viva de techo S = Carga de Nieve Rr = Carga de lluvia, excepto encharcamiento W = Carga de Viento. La estructura se dimensiona para que tenga una resistencia ultima de diseño suficiente para resistir las cargas factorizadas. Esta resistencia se considera igual a la resistencia teórica o nominal (Rn) del miembro estructura, multiplicada por un factor de resistencia φ que es normalmente menor que 1.0; con este factor, el Ingeniero intenta tomar en cuenta las incertidumbres relativas a resistencias de los materiales, dimensiones y mano de obra. Además esos factores se ajustaron un poco para lograr una mayor confiabilidad y uniformidad en el diseño. Lo anterior se puede resumir de la siguiente manera:. Donde el miembro de la izquierda corresponde a la suma de los productos de los efectos de las cargas en la estructura y factores de carga; y el derecho corresponde a la resistencia o capacidad del elemento estructural.. 30.

(35) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO IV. FABRICACION DE LOS TABLEROS. 4.1. GENERALIDADES. EL PROCESO DE SOLDEO O SOLDADURA. Se denomina soldadura a cualquier proceso de unión de dos metales, en general de la misma composición, mediante la fusión del material, con presión o sin presión entre las partes y con aportación o no de otro material. Existen gran cantidad de procesos que cumplen los requisitos anteriores, desde la forja, que ya se practicaba en la antigüedad, hasta los más modernos de haz de electrones o de soldadura por láser. Cada proceso tiene sus indicaciones para ser empleado en los diferentes campos de la tecnología. En el campo de las Estructuras Metálicas se emplea con mayor profusión el proceso SMAW (Shielded Metal Arc Welding) de soldeo manual con electrodo revestido, empleado siempre en obra pero también en taller; el soldeo en taller permite otros procedimientos, que entre otras ventajas tienen el ser semiautomáticos o automáticos,. entre. tales. procedimientos. destacan. los. procesos. SAW. (Submerged Arc Welding) y GMAW (Gas Metal Arc Welding) de soldeo por arco en atmósfera de gas con electrodo consumible o GTAW (Gas Tugnsten Arc Welding) con electrodo no consumible. Los gases además de proteger la. 31.

(36) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. soldadura durante la fusión pueden participar en el proceso (MAG, Metal Active Gas) o no participar en el mismo (MIG, Metal Inert Gas).. Los anteriores procedimientos son expresamente autorizados por la Norma Básica de la Edificación Estructuras de Acero, NBE-EA95. Otro procedimiento admitido por NBE es el de soldadura por resistencia eléctrica (ERW, Electrical Resistance Welding), que combina el calor producido por una corriente eléctrica y la presión mecánica para conseguir la unión. Es un procedimiento únicamente aplicable a soldaduras a tope y a soldeo de chapa fina generalmente bajo la modalidad de soldadura por puntos.. Las facilidades y materiales a continuación, requeridos para las máximas competencias oficiales de FIBA, están sujetos a la aprobación de FIBA (niveles 1 y 2): Torneos Olímpicos; Campeonatos Mundiales para Hombres, Mujeres, Hombre y Mujer Joven; Juvenil Masculino y Femenino, Campeonatos Continentales para Hombres, Mujeres, Hombre y Mujer Joven.. Todas las tolerancias en las medidas están de acuerdo a la Norma 286 DIN ISO excepto cuando otros valores estén expresados explícitamente. Todas las medidas están en milímetros. Se hace referencia a las publicaciones de FIBA “Guía de las Facilidades de Baloncesto para Competencias de Alto Nivel” y “Guía de las Facilidades Pequeñas de Baloncesto”.. El tablero de la canasta, es un rectángulo de 1.05 x 1.80 m, de al menos 30 mm de grosor y con los bordes inferiores acolchados. En la parte central inferior, se encuentra un rectángulo pintado de 0.59 m x 0.45 m y que está elevado del tablero por la parte baja 0.15 m, en el interior del rectángulo se encuentra un basculante homologado que sostiene a la canasta que mide 0.45 m, la canasta se agarra del rectángulo interior en su centro. El aro de la canasta debe tener un diámetro de 45,7 cm., el rectángulo interior se utiliza para calcular el tiro, y que al chocar con él la pelota se introduzca en la canasta. El aro está situado a una altura de 3,05 metros y está provisto de unas redes homologadas.. 32.

(37) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 4.1.1. EL SOPORTE DEL TABLERO. Habrá dos (2) soportes de los tableros, uno colocado a cada lado del campo de juego (Diagrama 1) y cada una consiste de las siguientes partes: • Un (1) tablero. • Un (1) aro para el cesto con un plato para montarlo. • Una (1) red para el cesto. • Una (1) estructura para el soporte del cesto. • Almohadillado. 4.1.2. EL TABLERO. Estará hecho de un material transparente apropiado (preferiblemente vidrio templado de seguridad) hecho en una pieza y no debe ser reflectivo.. Los tableros de cristal deberán tener un marco protector alrededor de los bordes exteriores.. Los tableros de cristal deben fabricarse de manera que pedazos de cristal no se desprendan.. 33.

(38) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Para las competencias de FIBA de los niveles 1 y 2, los tableros se harán de cristal templado de seguridad.. Para otras competencias, los tableros pueden también hacerse de otros materiales. transparentes. o. no,. pero. deberán. contener. las. especificaciones indicadas arriba.. Tableros que no sean transparentes deberán ser pintados de blanco.. Los tableros deberán medir 1.800 milímetros (tolerancia: + 30 mm) horizontalmente y 1.050 milímetros (+20 mm) verticalmente.. Todas las líneas deben marcarse como sigue: • En blanco, si los tableros son transparentes. • En negro, si los tableros no son transparentes (blanco). • 50 mm de ancho.. La superficie frontal del tablero debe ser plana.. Los bordes deben ser marcados con una línea (ver Diagrama).. Un rectángulo deberá ser pintado detrás del aro como sigue:. Dimensiones externas: 590 mm (+ 20 mm) horizontalmente y 450 mm (+8 mm) verticalmente.. El borde superior de la base del rectángulo deberá estar a nivel con la parte superior del aro y a 150 mm (- 2 mm) arriba del borde inferior del tablero.. 34.

(39) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Prueba de rigidez del cristal del tablero:. Cuando un bloque cuadrado de un peso de 50 kg (250 mm de ancho y alto y 1.100 mm de largo) se aplica en el centro del cristal del tablero (sin su marco), el cual está colocado horizontalmente en dos barras paralelas de madera, a una distancia de 1.200 mm una de la otra, tal como se muestra en el Diagrama siguiente, la deformación máxima vertical debe ser de 3 mm.. Cuando una pelota de baloncesto es dejada caer sobre el tablero, debe rebotar como mínimo a un 50% de altura.. El tablero deberá estar firmemente ubicado en cada extremo de la cancha, en ángulo recto con el piso y paralelo a las líneas finales.. 35.

(40) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. La línea vertical central de su superficie frontal, cuando se extiende hacia el piso, deberá tocar el punto en el piso que queda a 1.200 mm del punto central del borde interior de cada línea final, en líneas imaginarias dibujadas en ángulos rectos de ellas.. Si el tablero se mueve lateral, horizontal o verticalmente con una fuerza F de 200 N deberá recobrar su posición estática en un máximo de 4 segundos.. El almohadillado de los tableros deberá cubrir el borde inferior del tablero y los bordes laterales a una distancia mínima de 350 milímetros desde la parte inferior (Diagrama 4). Para más especificaciones acerca del almohadillado. 4.1.3. EL ARO. El aro deberá ser fabricado de hierro sólido.. El diámetro interno del aro deberá ser de un mínimo de 450 milímetros y un máximo de 457 milímetros.. El aro deberá ser pintado de anaranjado en el siguiente Sistema de Color Natural (NCS) como ha sido aprobado por FIBA.. El metal del aro deberá tener un mínimo de 16 milímetros y un máximo de 20 milímetros de diámetro.. 36.

(41) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Una fuerza de 1.000 N deberá ser aplicada verticalmente al tope del aro en el punto más alejado del tablero. Cuando no haya fuerza aplicada, o luego que regrese a su posición original después que esa fuerza desaparezca, cualquier deformación permanente del aro no será mayor del 2%.. El sistema para atar las redes en el borde inferior del aro, deberá estar hecha para que los dedos no se queden atrapados. Para las competencias de FIBA niveles 1 y 2, sistemas de ganchos no serán usados para atar la red.. La red deberá ser atada a cada aro en 12 diferentes lugares.. El apropiado sistema para sujetar la red no deberá tener ningún borde afilado o espacios que permitan que los dedos entren. Los espacios no deben ser más grandes de 8 milímetros.. El aro estará unido al marco donde se apoya el tablero, de manera que cualquier fuerza aplicada al aro no pueda ser transferida directamente al tablero. O sea, que no habrá contacto directo entre el aro, la estructura de montaje y el tablero (de cristal o de otro material). Sin embargo, el sistema de acople deberá ser lo suficientemente pequeño para evitar que entren los dedos.. 37.

(42) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. El borde superior de cada aro será ubicado horizontalmente a 3.050 mm (+ - 6 mm) sobre el piso, equidistante de los dos bordes verticales del tablero.. El punto en la circunferencia interior del aro cercano al tablero, será de 150 mm (+ - 2 mm) de la cara del tablero.. Se recomienda que el plato para montar el aro se una al marco de apoyo de acuerdo a las medidas dadas en el Diagrama siguiente:. Para cestos existentes, se recomienda que el plato para montar el aro, esté unido al marco de acuerdo a las medidas dadas en el plano.. 38.

(43) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Un aro con sistema a presión puede ser usado. Deberá llenar las siguientes especificaciones:. Deberá tener cualidades de rebote muy similares a esas de un aro rígido. El mecanismo de retorno luego de la presión, deberá asegurar estas características, pero no causar ningún daño al aro o tablero. El diseño del aro y su construcción, deberán garantizar la seguridad de los jugadores.. Para aquellos aros con sistema de “trabas de seguridad”, el mecanismo de presión no deberá desengancharse hasta que una carga estática de 82 kg como mínimo y 105 kg como máximo haya sido aplicada a la parte superior del aro en el punto más alejado del tablero.. El resorte del mecanismo de retorno luego de la presión, deberá ser precargado con una fuerza de 400 N.. Cuando se suelta el mecanismo de presión, el aro deberá ceder no más de 30 grados y no menos de 10 grados, debajo de la posición horizontal original.. Luego de soltarlo y sin ninguna carga aplicada, el aro deberá regresar automáticamente y dentro de 0.5 segundos, a su posición original. 4.1.4. LA RED. Las redes deberán ser de cordón blanco, suspendidas de los aros y construidas para que retarden momentáneamente el paso de la pelota por el cesto. Deberán ser no menos de 400 mm y no más de 450 mm de largo.. La red deberá tener 12 lazos para atarla al aro.. La parte superior de la red deberá ser semi-rígida para prevenir:. Que la red rebote hacia el aro, creando una posible obstrucción. 39.

(44) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Que la pelota quede atrapada en la red o rebote hacia afuera de la red. 4.1.5. LA ESTRUCTURA DE SOPORTE DEL TABLERO. Para las competencias de FIBA de nivel 1, solo estructuras fijas al piso o movibles, deben ser usadas para las competencias de FIBA de nivel 2 y 3, estructuras fijadas en el techo o en las paredes también pueden ser usadas. Estructuras fijas en el techo no pueden ser usadas si el mismo está a una altura mayor de 12.000 mm.. La rigidez de la estructura de soporte del tablero con el aro debe ser probada con una fuerza de 2.400 N aplicada verticalmente al borde de adelante del aro. La desviación horizontal permanente del marco, después de remover la fuerza de prueba, no debe ser más de 10 mm de la posición cero.. La elasticidad de la unidad completa debe ser probada como sigue:. Un peso de 400 g atado a una soga de acero de 8 mm de diámetro y colocado en el aro en el punto más distante del tablero, será soltado de una altura de 500 mm sobre el nivel del aro. El tiempo de la duración del movimiento del aro será medido. Luego de un (1) segundo, la amplitud de la oscilación causada por haber soltado el peso debe haber bajado a 40% de la amplitud inicial.. Para todas las competencias de nivel 1 de FIBA las pruebas deben hacerse con un aparato de prueba aprobado por FIBA.. La parte delantera de la estructura de soporte del tablero, incluyendo el almohadillado, deberá estar a una distancia de por lo menos 2.000 mm del borde exterior de la línea final. Deberá ser de un color brillante en contraste con el fondo de las instalaciones para que sea claramente visible a los jugadores. El soporte del tablero deberá estar asegurado al piso para prevenir cualquier movimiento. 40.

(45) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Cuando la estructura de soporte del tablero haya sido ajustada para que el borde superior del aro esté a una altura de 3.050 mm del piso, esta altura no deberá ser cambiada.. 4.1.6. ALMOHADILLADO. El tablero y la estructura de soporte del tablero deben estar almohadillados. El espesor mínimo del almohadillado debe ser de 50 mm, a menos que otras medidas estén establecidas.. El borde inferior de ambas superficies, adelante y atrás, del tablero, deben tener almohadillado hasta una altura mínima de 20 mm del borde inferior del tablero. El espesor mínimo del almohadillado debe ser de 20 mm.. Los bordes verticales en cada lado del tablero deben tener un almohadillado hasta una altura mínima de 350 mm desde el borde inferior del tablero. El espesor mínimo del almohadillado debe ser de 20 mm.. Los lados verticales de la estructura de soporte del tablero deben tener almohadillado hasta una altura mínima de 2.150 mm desde el piso hacia arriba.. El espesor mínimo del almohadillado debe ser de 100 mm.. Las superficies inferiores y laterales del brazo de soporte del tablero, deberán tener almohadillado desde la superficie trasera del tablero hasta una distancia de 1.200 mm por ese brazo. El espesor mínimo del almohadillado deberá ser de 25 mm.. Carteles de anuncios deberán tener almohadillado en la parte superior.. El espesor mínimo del almohadillado deberá ser de 20 mm.. 41.

(46) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Todo el almohadillado deberá ser construido para prevenir que cualquier brazo o pierna queden atrapados. Deberá tener un factor de absorción del golpe de un 50% como máximo. Esto significa que cuando una fuerza repentina se aplica, la entrada en el almohadillado no debe superar el 50% de su espesor original.. Todo el almohadillado deberá pasar la prueba según EN 913.. Para las competencias de nivel 1, el color del almohadillado deberá ser azul, según NCS 0090-B10G.. 42.

(47) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 4.2. EJEMPLOS:. TABLERO COLGANTE. 43.

(48) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Tableros profesionales de basquetbol apegados a normas FIBA. Medidas de 1.80 x 1.05 y taleros de mini básquet bol de 1.20 x 90. 44.

(49) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 45.



(52) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Aros Aros basket tubo Lux (2 ud.) Compuestos por 12 ganchos equidistantes antilesión para fijación de red. Fijado al tablero mediante 4 tornillos. Dimensiones reglamentarias FIBA. Aros de larga duración. Juego de 2 unidades.. Aros basket tubo Lux. ref: 488.0012962 / € 33,33.-. Aros basket macizos Lux (2 ud.) Compuestos por 12 ganchos equidistantes antilesión para fijación de red. Reforzados mediante 2 nervios de acero macizo. Fijados al tablero mediante 4 tornillos. Dimensiones reglamentarias FIBA. Juego de 2 unidades.. Aros basket macizos Lux. ref: 488.0012968 / € 79,98 .-. *Consultar disponibilidad.. 48.

(53) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Aros basket macizos galvanizados (2 ud.) Compuestos por 12 ganchos equidistantes antilesión para fijación de red. Reforzados mediante 2 nervios de acero macizo. Fijados al tablero mediante 4 tornillos. Dimensiones reglamentarias FIBA. Juego de 2 unidades.. Aros basket macizos. ref: 488.0012967 / € 236,00.-. Aros basket basculante escolar (2 ud.) Compuestos por 12 ganchos equidistantes antilesión para fijación de red. Reforzados mediante 2 nervios de acero macizo. Fijados al tablero mediante 4 tornillos. Dimensiones reglamentarias FIBA. Juego de 2 unidades.. Aros basket basc. escolar. ref: 488.0012976 / € 183,17.-. *Consultar disponibilidad.. 49.

(54) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Aros basket basculantes Lux (2 ud.) Compuestos por 12 ganchos equidistantes antilesión para fijación de red. Reforzados mediante chapa de acero macizo. Fijados al tablero mediante 4 tornillos. Disponen de mecanismo de 2 y 3 muelles que permite una amortiguación al impacto. Aros de grandes prestaciones. Dimensiones reglamentarias FIBA. Juego de 2 unidades.. Aros basket basc. Lux 2 muelles. ref: 488.0012975 / € 309,98.-. Aros basket basc. Lux 3 muelles. ref: 488.0012972 / € 329,98.-. 50.

(55) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Anclajes para canastas fijas Bases de anclajes (2 ud.) Anclajes de forma cúbica en acero soldado para empotrar en zapata de hormigón. Dispone de 4 tuercas de una pieza con tornillos de seguridad para anclaje de canasta monotubular. Ofrece fiabilidad y resistencia máxima al vuelco. Medidas: 17 x 30 x 33 cm. Juego de 2 unidades. Esquema de montaje Bases de anclaje basket ref: 488.0012752 / € 133,33.Contrapesos Cajón contrapeso canastas basket (2 ud.) Recipiente fabricado en chapa de acero con 2 asas y tapa con cierre mediante doble tornillo. Destinado a contener el contrapeso necesario para evitar el vuelco de la canasta, deberá rellenarse de un material (arena, cemento...) lo suficientemente pesado como para evitar el vuelco de la misma. Medidas en cm.:64 de alto x 40,5 cm. de ancho y 65,5 cm. de largo. Juego de 2 unidades. Cajón contrapeso basket ref: 488.0012751 / € 350,00.-. Indicadores. 51.

(56) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Flechas indicadoras posesión Pieza de madera destinada a señalar la posesión en caso de lucha. Flechas indicadoras posesión ref: 488.0012894 / € 33,98.-. Banderines faltas de equipo Juego de 2 banderines metálicos para señalar cuándo un equipo llega a las 5 personales. Banderines faltas de equipo ref:488.0501819 / € 40,00.-. Indicadores metálicos de faltas personales Compuesto por base de madera y cinco indicadores metálicos numerados, destinados a indicar las faltas de cada jugador. Indicadores faltas ref: 488.0012895 / € 76,00.-. Sistemas de adaptación. 52.

(57) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Sistema de adaptación basket/minibasket Estructura de acero acoplable a las canastas de baloncesto con el fin de poder adaptarla para la práctica del minibasket u otras alturas intermedias. La estructura permanece fija y es el tablero el que varía su altura mediante un dispositivo especial. Juego de 2 unidades. Sistema de adaptación basket ref: 488.0012727 / € 622,60.Protecciones Protectores canastas monotubo y Lux Juego de 2 protectores de espuma poliuretano recubiertos por lona de PVC y sujeto mediante velcro.. Medidas monotubo: 0,48 x 1,90 m. Medidas monotubo Lux: 0,60 x 2,00 m.. Protectores basket monotubo. ref: 488.0501902 / € 109,67.-. Protectores basket monotubo Lux ref: 488.0501910 / € 131,67.-. 53.

(58) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Protectores base canasta trasladable Deluxe (2 ud.) Juego de 2 protectores de base de canasta trasladable Deluxe. Fabricados en espuma de poliuretano de densidad 30 kg impermeabilizada. Fijación a la estructura metálica mediante dinta adhesiva de doble cara ya incluida. Disponibles para basket y minibasket.. Protect. base canasta basket ref: 488.0501912 / € 153,80.-. Protectores canastas multitubular y "furelos" Juego de 2 tableros de DM hidrófugos, tapizados con espuma de poliuretano recubiertos por lona de PVC, sujetos a la canasta mediante 2 piezas metálicas.. Protectores basket multitubo. ref: 488.0501904 / € 325,03.-. Protectores basket "furelos". ref: 488.PR_FUR / Consultar precio. 54.

(59) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Protectores tableros baloncesto Juego de protectores FOAM de alta densidad para la protección inferior y lateral del tablero. Juego de 2 unidades. Protectores tablero. ref: 488.0501899 / € 76,67.-. Protectores tablero Lux. ref: 488.PR_LUX / € Consultar precio. Protectores de canasta a medida Se realizan protectores a medida para todo tipo de canastas. Para solicitar presupuesto, envíe un croquis acotado con la medidas apresupuestos@adrada.es.. 55.