A S I G N A T U R A:
E S T R U C T U R A S
M E T Á L I C A S
ASIGNATURA: ESTRUCTURAS METÁLICAS
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Estructuras Metálicas
CÓDIGO: 9032032 AÑO DE PLAN DE ESTUDIOS: B.O.E. nº223 de 17/09/99
TIPO (troncal/obligatoria/optativa): Optativa Créditos totales (LRU / ECTS): 4,5/4 Créditos teóricos (LRU/ECTS) 3/2,5 Créditos prácticos: (LRU/ECTS): 1,5/1,5 CURSO: Tercero CUATRIMESTRE: Primer Cuatrimestre CICLO: Primer Ciclo
DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES / UNIVERSIDAD/
DEPARTAMENTO Y ÁREA DE CONOCIMIENTO
NOMBRE:
Juan Marín García (teoría, práctica y tutoría)
UNIVERSIDAD/CENTRO/DEPARTAMENTO: Universidad de Córdoba
Escuela Politécnica Superior Departamento de Mecánica
ÁREA DE CONOCIMIENTO:
Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras Nº DESPACHO: Mecánica: LV8P120 E-MAIL: [email protected] TF: 957/218341 957218323 URL WEB: No disponible
1.- DESCRIPTOR DE LA ASIGNATURA:
Cálculo, construcción, montaje y patología de estructuras metálicas. Complementos sobre cálculo de estructuras.
2. OBJETIVOS:
Dotar a los alumnos de unos conocimientos amplios sobre el cálculo y ejecución de las estructuras metálicas, de acuerdo con la normativa legal vigente que entró en vigor según Real Decreto 314/2006 del 17 de marzo (B.0.E de 28-03-2006), a través de los siguientes objetivos:
Conocer las características generales de los nuevos tipos de aceros utilizados en estructuras. Conocer las características generales de los elementos de acero utilizados en estructuras.
Conocer las acciones adoptadas en el proyecto de una estructura de acero, según la normativa legal vigente.
Adquirir suficientes conocimientos sobre el cálculo de uniones soldadas y atornilladas,
Conocimiento de cálculo y diseño de los elementos estructurales solicitados a tracción, compresión, flexión y torsión de acuerdo con el Eurocódigo-3 y el documento básico DB-SE-A. Aprender el cálculo de las bases de pilares y placas de asiento de la cimentación de una estructura metálica.
Conocimiento de las tipologías de estructuras de las naves industriales.
Aprender el diseño, cálculo y construcción de todos los elementos estructurales de una nave industrial mediante los programas de ordenador que se estudian en el Centro de Cálculo.
3.- PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:
PROGRAMA TEÓRICO
CAPÍTULO I.- ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN. Tema 1.- Acciones en la edificación
1.1.- Ámbito de aplicación del DB-SE-AE 1.2.- Acciones sobre la estructura
1.2.1.- Acciones permanentes. 1.2.2.- Acciones variables. 1.2.3.- Acciones accidentales. 1.3.- Acciones gravitatorias.
1.3.1.- Peso propio
1.3.2.- Sobrecargas de uso, explotación y mantenimiento. 1.3.2.1.- Cálculo de la carga de nieve.
1.3.2.2.-Carga de nieve sobre terreno horizontal. 1.3.2.3.- Coeficiente de forma.
1.3.2.4.- Acumulación de nieve.
1.5.- Acción del viento 1.5.1.- Generalidades.
1.5.2.- Presión dinámica del viento. 1.5.3.- Coeficiente de exposición. 1.5.4.- Coeficiente de presión.
1.5.4.1.- Coeficiente eólico de edificios de pisos.
1.5.4.1.- Coeficiente eólico de naves y construcciones diáfanas. 1.6.- Acciones térmicas y reológicas.
1.7.- Acciones accidentales. 1.7.1.- Acciones sísmicas. 1.7.2.- Acciones de incendio. 1.7.3.- Acciones de impacto. Anejo A.- Terminología.
Anejo B.- Notaciones y unidades.
Anejo C.- Tablas de pesos y coeficientes de rozamiento interno. Anejo D.- Acción del viento.
D.1.- Cálculo de la presión dinámica. D.2.- Coeficiente de exposición. D.3.- Coeficiente de presión exterior:
- Paramentos verticales, laterales y frontales o axiales (tabla D.3). - Cubiertas planas (tabla D.4).
- Cubiertas a un agua (tabla D.5). - Cubiertas a dos aguas (tabla D.6). - Cubiertas a cuatro aguas (tabla D.7). - Cubiertas en diente de sierra (tabla D.8). - Cubiertas múltiples (tabla D.9).
- Marquesinas a un agua (tabla D.10). - Marquesinas a dos aguas (tabla D.11). - Cubiertas cilíndricas (tabla D.12). - Cubiertas esféricas (tabla D.13). Anejo E.- Datos climáticos.
CAPÍTULO II.- SEGURIDAD ESTRUCTURAL Tema 2.- Seguridad estructural.
2.1.- Generalidades.
2.1.1.- Ámbito de aplicación del DB-SE-A y consideraciones previas. 2.1.2.- Condiciones particulares del cumplimiento del DB-SE-A 2.2.- Estados límite.
2.3.- Seguridad de las estructuras. 2.4.- Comprobaciones
2.4.1.- Verificación de resistencias.
2.4.2.- Verificación de la estabilidad de la estructura. 2.4.3.- Verificación del terreno.
2.4.4.- Verificación de las situaciones de deterioro. 2.5.- Acciones
2.5.1.- Introducción.
2.5.2.- Clasificación de las acciones.
2.5.5.- Valores de cálculo de los materiales. 2.6.- Situaciones de proyecto. Estados límite últimos
2.6.1.- Situaciones de cálculo. 2.6.2.- Combinación de acciones.
2.7.- Situaciones de proyecto. Estados límite de servicio. 2.7.1- Combinación de acciones.
2.8.- Deformaciones máximas admisibles. 2.8.1.- Introducción
2.8.2.- Desplazamientos verticales (flechas).
2.8.2.1.- Integridad de los elementos constructivos. 2.8.2.2.- Confort y bienestar de usuarios.
2.8.2.3.- Apariencia de la obra.
2.8.3.- Fórmulas aproximadas para el cálculo de flechas.
2.8.4.- Influencia del esfuerzo cortante en el cálculo de las flechas. 2.8.5.- Desplazamientos horizontales (desplomes).
2.9.- Vibraciones.
2.9.1.- Cálculo de la frecuencia fundamental de una viga. 2.9.2.- Forjados.
2.10.- Durabilidad.
CAPÍTULO III.- MATERIALES Y PRODUCTOS DE ACERO Tema 3.- Productos de acero utilizados en las estructuras metálicas.
3.1.- Generalidades.
3.2.- Características mecánicas. 3.3.- Características tecnológicas 3.4.- Calidades de acero estructural.
3.4.1.- Aceros estructurales no aleados
3.4.2.- Aceros estructurales de grano fino soldables.
3.4.3.- Aceros estructurales con resistencia mejorada a la corrosión. 3.4.4.- Aceros estructurales inoxidables.
3.5.- Designación de aceros estructurales. 3.6.- Productos de acero estructural.
3.6.1.- Productos planos. 3.6.2.- Productos largos.
3.6.3.- Perfiles tubulares laminados en caliente. 3.6.4.- Perfiles tubulares conformados en frío. 3.6.5.- Perfiles abiertos conformados en frío. 3.6.6.- Cables y alambres.
3.7.- Tornillos, tuercas y arandelas. 3.8.- Materiales de aportación. 3.9.- Resistencia de cálculo. 3.10.- Perfiles comerciales
CAPÍTULO IV.- CÁLCULO DE UNIONES CON TORNILLOS Tema 4.- Cálculo de uniones mediante tornillos.
4.1.- Bases de cálculo.
4.2.- Criterios de comprobación. 4.3.- Rigidez.
4.4.- Características geométricas de los tornillos. 4.5.- Deslizamiento de las uniones.
4.5.1.- Pretensado.
4.5.2.- Resistencia de cálculo al deslizamiento.
4.6.- Resistencia de los medios de unión. Uniones atornilladas. 4.6.1.- Simplificaciones utilizadas en el cálculo.
4.6.2.- Disposiciones constructivas de las uniones atornilladas. 4.6.3.- Resistencia de las uniones atornilladas sin pretensar. 4.6.4.- Uniones con tornillos pretensados.
4.6.5.- Pasadores. 4.7.- Uniones normalizadas.
CAPÍTULO V.- CÁLCULO DE UNIONES SOLDADAS Tema 5.- Cálculo de uniones mediante soldadura.
5.1.- Introducción
5.2.- Clasificación de las soldaduras. 5.3.- Disposiciones constructivas.
5.4.- Resistencia de cálculo de las soldaduras a tope. 5.5.- Soldaduras en tapón y ojal.
5.6.- Soldaduras por puntos.
5.7.- Resistencia de cálculo de las uniones soldadas en ángulo 5.7.1.- Procedimiento simplificado.
5.7.2.- Método alternativo de cálculo.
Tema 6.- Cálculo de uniones planas con soldaduras en ángulo según el Eurocódigo-3.
6.1.- Cálculo de uniones a tracción.
6.1.1- Cálculo de soldaduras con cordones laterales. 6.1.2.- Cálculo de soldaduras con cordones frontales.
6.1.3- Cálculo de soldaduras combinadas con cordones laterales y frontales. 6.2.- Cálculo de uniones a flexión.
6.2.1- Cálculo de soldaduras con cordones frontales longitudinales. 6.2.2- Cálculo de soldaduras con cordones frontales transversales.
6.2.3- Cálculo de soldaduras con cordones frontales longitudinales y transversales. 6.3.- Cálculo de uniones a torsión y esfuerzo cortante combinados.
6.3.1.- Cálculo de soldaduras con cordones laterales. 6.3.2.- Cálculo de soldaduras con cordones frontales.
6.3.3.- Cálculo de soldaduras con cordones laterales y frontales. 6.3.4.- Cálculo de soldaduras laterales y un cordón frontal.
CAPÍTULO VI.- ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS Tema 7.- Análisis estructural.
7.1.- Generalidades. 7.2.- Modelos de cálculo. 7.3.- Tipos de secciones.
7.3.1.- Clasificación de las secciones. 7.3.2.- Criterios para clasificar la sección. 7.4.- Métodos de cálculo.
7.4.1.- Principios básicos. 7.4.2.- Estabilidad lateral.
7.4.3.- Clasificación de estructuras intraslacionales y traslacionales.
7.4.4.- Criterio de intraslacionalidad en estructuras convencionales de edificación. 7.4.5.- Imperfecciones iníciales globales.
7.4.5.1- Imperfecciones iníciales globales laterales.
7.4.5.2- Imperfecciones iníciales globales por curvatura de las barras. 7.4.6.- Fuerzas transversales equivalentes a las imperfecciones iniciales globales. 7.4.7.- Análisis elástico de estructuras traslacionales.
7.4.8.- Cálculo de los arriostramientos de naves industriales. 7.4.8.1.- Arriostramientos laterales.
7.4.8.2.- Arriostramientos de la cubierta. 7.4.9.- Análisis plástico de estructuras traslacionales.
7.4.10.- Método general de análisis no lineal en teoría de segundo orden.
Tema 8.- Estados límite últimos I
8.1.- Generalidades.
8.2.- Resistencia de las secciones. 8.2.1.- Bases.
8.2.2.- Términos de la sección.
8.2.3.- Resistencia de las secciones a tracción.
8.2.4.- Resistencia de las secciones a esfuerzo cortante. 8.2.5.- Resistencia de las secciones a compresión. 8.2.6.- Resistencia de las secciones a flexión. 8.2.7.- Resistencia de las secciones a torsión.
8.2.8.- Interacción de esfuerzos en las secciones transversales 8.2.8.1.- Flexión compuesta sin cortante.
8.2.8.2.- Flexión y cortante. 8.2.8.3.- Flexión, axil y cortante. 8.2.8.4.- Flexión y torsión. 8.2.8.5.- Cortante y torsión.
Tema 9.- Estados límite últimos II
9.1.- Resistencia de las barras. 9.1.1.- Tracción.
9.1.2.- Compresión.
9.1.2.1.- Pandeo por flexión en la barra ideal. 9.1.2.2.- Compresión simple.
9.1.2.3.- Flexocompresión.
9.1.2.4.- Pandeo por flexión en la barra real. 9.1.2.5.- Coeficientes de reducción por pandeo.
9.1.2.6.- Curvas europeas de pandeo
9.1.2.7.- Pandeo simple en barras de sección constante.
9.1.2.8.- Compresión y flexión, sin posibilidad de pandeo en el plano débil. 9.1.2.9.- Compresión acompañada de flexión esviada sin torsión.
9.1.2.10.- Esfuerzos axiles variables. 9.1.2.11.- Barras de sección variable. 9.1.2.12.- Elementos triangulados.
9.1.2.12.1.- Introducción. 9.1.2.12.2.- Tipos de cerchas.
9.1.2.12.3.- Cálculo de esfuerzos en las barras. 9.1.2.13.- Pilares de edificios.
9.1.2.14.- Barras de sección compuesta.
Tema 10.- Estados límite últimos III
10.1.- Resistencia de las barras. 10.1.3- Flexión.
10.1.3.1.- Pandeo lateral de vigas de sección constante. 10.1.3.2.- Momento crítico elástico de pandeo lateral.
10.1.3.3.- Barras comprimidas y flectadas con consideración de pandeo lateral. 10.1.3.4.- Abolladura del alma por cortante.
10.1.3.5.- Cargas concentradas.
CAPÍTULO VII.- BASES DE PILARES Y PLACAS DE ASIENTO Tema 11.- Cálculo de las bases de pilares y placas de asiento
11.1.- Introducción.
11.2.- Cálculo de la resistencia portante del hormigón. 11.3.- Comprobación y dimensionado de la placa de anclaje. 11.4.- Cálculo de la longitud de los pernos de anclaje. 11.5.- Cálculo del espesor de la placa de asiento. 11.6- Cálculo y comprobación de las cartelas.
11.7.- Comprobación de la resistencia a cortante de los pernos de anclaje. 11.8.- Cálculo de los cordones de soldadura.
PROGRAMA PRÁCTICO
1.- Cálculo de la acción de viento sobre un edificio.
2.- Cálculo de la acción de viento sobre la cubierta de una nave industrial.
3.- Cálculo de uniones mediante tornillos según el Eurocódigo-3 y el documento DB-SE-A 4.- Cálculo de uniones soldadas según el Eurocódigo-3 y el documento DB-SE-A.
5.- Cálculo y diseño de pilares de naves industriales. 6.- Cálculo y diseño de vigas de alma llena.
7.- Cálculo de placas de asiento y pernos de anclaje.
8.- Programas de ordenador de cálculo de estructuras metálicas.
[1] R. ARGÜELLES ALVAREZ Y OTROS
ESTRUCTURAS DE ACERO: Cálculo, Norma Básica y Eurocódigo. Ed. Bellisco (1999). Tomo I y Tomo II
[2] R. ARGÜELLES ALVAREZ Y OTROS.
ESTRUCTURA DE ACERO: Uniones y Sistemas Estructurales. Ed. Bellisco Tomo I (2001) y Tomo (2007)
[3] PROYECTOS DE CONSTRUCCIONES INFORMATIZADAS
MANEJO DE SOFTWARE CON EJEMPLOS Ed. Bellisco (2004), 517 p.
[4] PUBLICACIONES ENSIDESA
MANUALES SOBRE LA CONSTRUCCIÓN CON ACERO Tomo 1; Tomo 2; Tomo 0*; Tomo 0**
[5] CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN (DB-SE-SE; DB-SE-AE y DB-SE-A) [6] EUROCÓDIGO 3:
PROYECTO DE ESTRUCTURAS DE ACERO. Parte 1-1: REGLAS GENERALES Y REGLAS PARA LA EDIFICACIÓN.
[7] PRONTUARIO DE ESTUCTURAS METÁLICAS
Mº de Fomento, Cedex (2002), 867 p.
[8] MONFORT LLEONART
ESTRUCTURAS METÁLICAS PARA LA EDIFICACIÓN SEGÚN CRITERIOS DEL EUROCÓDIGO.
Tomo I Tomo II. Universidad Politécnica de Valencia. (2002).
[9] MONFORT LLEONART
ESTRUCTURAS METÁLICAS PARA LA EDIFICACIÓN (Adaptado al C.T.E.)
Universidad Politécnica de Valencia. (2007). [10] MONFORT LLEONART Y OTROS
PROBLEMAS RESUELTOS DE ESTRUCTURAS METÁLICAS ADAPTADOS AL CÓDIGO TÉCNICO
Universidad Politécnica de Valencia. (2008). [11] JESÚS ORTÍZ Y OTROS
MANUAL DE UNIONES ATORNILLADAS LATERALES PROYECTO PUBLICACIONES APTA (2006)
[12] JESÚS ORTÍZ Y OTROS
MANUAL DE UNIONES ATORNILLADAS FRONTALES PRETENSADAS PROYECTO PUBLICACIONES APTA (2007)
[13] PILAR NAVAJA RAMÍREZ Y LÓPEZ ROMERO
PROTECCIÓN Y DURABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO PROYECTO PUBLICACIONES APTA (2009)
[14] ALFREDO ARNEDO PENA
NAVES INDUSTRIALES CON ACERO PROYECTO PUBLICACIONES APTA (2009)
4.2.- BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA:
Apuntes de teoría y problemas elaborados por el Profesor responsable de la asignatura
5.- CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN:
Realización de trabajos prácticos.