Programa de la asignatura Curso: 2008 / 2009 ESTRUCTURAS METÁLICAS (3183)

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1 Programa de la asignatura Curso: 2008 / 2009 ESTRUCTURAS METÁLICAS (3183) PROFESORADO Profesor/es: JESÚS MORENO REVILLA - correo-e: jrevilla@ubu.es FICHA TÉCNICA Titulación: INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS Centro: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR Nombre asignatura: ESTRUCTURAS METÁLICAS (3183) Código de la asignatura: 3183 Tipo de asignatura: Obligatoria Nivel / Ciclo: 2 Curso en el que se imparte: 4 Duración y fechas: Anual Créditos: 7.5 Créditos teóricos: 4.5 Créditos prácticos: 3.0 Áreas: MECÁNICA DE LOS MEDIOS CONTÍNUOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS Tipo de curso: Oficial Descriptores: Según BOE Requisitos previos: Según BOE Idioma: Español COMPETENCIAS TRANSVERSALES O GENÉRICAS INSTRUMENTALES Análisis y síntesis: 4 Organización y planificación: 3 Comunicación oral y escrita en la lengua nativa: 2 Conocimiento de una lengua extranjera: 1 Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio: 3 Gestión de la información: 2 Resolución de problemas: 4 Toma de decisiones: 3 PERSONALES Trabajo en equipo: 2 Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar: 3 Trabajo en un contexto internacional: 1 Pág. 1/7

2 Razonamiento crítico: 4 Compromiso ético: 3 SISTÉMICAS Aprendizaje autónomo: 2 Adaptación a nuevas situaciones: 3 Creatividad: 3 Iniciativa y espíritu emprendedor: 3 Motivación por la calidad: 3 Sensibilidad hacia temas medioambientales: 2 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS CONOCIMIENTOS DISCIPLINARES (SABER) Conocer la evolución en los materiales y en las tipologías empleadas en la construcción metálica. Estar actualizado respecto a la normativa aplicable en el diseño de estructuras metálicas. Conocer los procedimentos de ánalisis de estructuras adecuados en la construcción metálica. Conocer la formulación adecuada para el diseño y comprobación de uniones y elementos metálicos. Conocer los procedimentos de fabricación y montaje de estructuras metálicas. HABILIDADES PROFESIONALES (SABER HACER) Elegir el tipo y grado de acero adecuado a cada problema estructural concreto. Modelizar adecuadamente la estructura metálica de puentes y edificios y cada uno de sus elementos. Saber estimar el comportamiento estructural y los modos de fallo de construcciones metálicas y de cada una de sus uniones y elementos. Aplicar combinaciones de acciones adecuadas y obtener leyes de esfuerzos para el dimensionado. Diseñar y comprobar los elementos y las uniones presentes en las estructuras metálicas. Resolver, mediante procedimientos de cálculo automático, problemas repetitivos y otros problemas de carácter avanzado. ACTITUDES (SABER SER - SABER ESTAR) COMP. ACADÉMICAS (SABER TRASCENDER) OTRAS COMPETENCIAS ESPECÍFICAS Estar pendiente de los cambios en la tecnología estructural, en la normativa técnica de diseño y en las técnicas de fabricación y construcción de estructuras metálicas. Diseñar estructuras adecuadas considerando los aspectos técnicos, económicos, estéticos y medioambientales que condicionen cada construcción metálica. Aplicar la claridad y el rigor en los análisis y diseños. Aplicar la creatividad al diseño de construcciones con estructura metálica. Pág. 2/7

3 OTROS OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA METODOLOGÍA Y RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE Explicación de los conceptos teóricos mediante clases magistrales. Realización de ejercicios prácticos de aplicación sobre diseño y comprobación de construcciones metálicas y de sus elementos. Proposición de ejercicios afines al alumno para su realización autónoma. Empleo puntual de software de cálculo para agilizar determinados análisis y para permitir una mejor comprensión de determinados problemas singulares. Empleo de modelos experimentales reducidos para la comprensión de determinados aspecto de los elementos estructurales frecuentes en la construcción metálica. Proposición de problemas avanzados, con el objeto de desarrollar rutinas de cálculo, que permitan profundizar en aspectos concretos. Mostrar abundante documentación grafica sobre diseños, tipologías, modos de fallo, y procedimientos de construcción y montaje de diferentes construcciones metálicas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES PRÁCTICAS Elección del tipo y grado de un acero estructural para una determinada aplicación. Obtención de las cargas de colapso de estructuras. Introducir los análisis en teoría de segundo orden mediante procedimientos simplificados. Diseño y comprobación de uniones atornilladas y soldadas. Diseño de elementos metálicos sometidos a esfuerzos de torsión, tracción, compresión y/o flexión. SEGUIMIENTO DEL ALUMNO Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Corrección y valoración de los problemas avanzados propuestos a lo largo del curso hasta un máximo de un 10% de la nota final. Realización de exámenes parciales y finales. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA SOBRE LA MATERIA Análisis y diseño de estructuras metálicas, J. Moreno,, 2002,, CTE - Documento Básico: Estructuras de acero (DB-EA), Ministerio de Vivienda,, 2006,, Estructuras metálicas, F. Quintero y V. Cudós,, 1988, Fundación Escuela de la Edificación. UNED, Eurocódigo 3. Proyecto de estructuras metálicas. Partes 1 y 2, Comité Europeo de Normalización (CEN),,, AENOR, BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA CTE - Documento Básico: Acciones en la edificación (DB-AE), Ministerio de la Vivienda,, 2006,, CTE - Documento Básico: Seguridad Estructural (DB-SE), Ministerio de Vivienda,, 2006,, Estructuras de acero. Tomos 1 y 2, R. Argüelles, B.R. Argüelles, F. Arriaga y J.R. Atienza,, 1999, Bellisco Ediciones técnicas y científicas, Estructuras metálicas para edificación, Monfort Lleonart, José, 1ª, 2006, Universidad Politécnica de Pág. 3/7

4 Valencia. Servicio de Publicaciones, Valencia Existen versiones anteriores del mismo autor igualmente útiles Prontuario de estructuras metálicas, CEDEX,, 2001, Servicio de Publicaciones del Ministerio de Fomento, Teoría de la estabilidad elástica, S. Timoshenko,, 1961, Ediar editores, RECURSOS DE INTERNET OBSERVACIONES Y OTROS DATOS La mayor parte de los recursos accesorios para el seguimiento de la asignatura, como PDF's de normas, apuntes específicos, tablas y esquemas, colección de problemas, etc. serán colgadas en el entorno de UBUnet de la asignatura. Pág. 4/7

5 ESTRUCTURA DE CONTENIDOS (TEMAS) ESTRUCTURAS METÁLICAS (3183) Acero estructural y estructuras metálicas > Origen y evolución de las estructuras metálicas Primeros antecedentes La revolución industrial y el auge de la construcción metálica Avances recientes y tendencias futuras Características generales de las estructuras de acero. Ventajas e inconvenientes > Aceros y productos de acero Definición de acero y microconstituyentes Procesos de fabricación y conformado Características termomecánicas de los aceros estructurales Clasificación y designación de los aceros estructurales Productos de acero estructural empleados en construcción > Modos de fallo del acero estructural Rotura dúctil Rotura frágil Fatiga Resistencia frente al fuego Análisis plástico de estructuras > Aspectos generales y estudio de secciones Fuentes de no linealidad Características del acero en la plasticidad estructural Propiedades del problema plástico en estructuras Comportamiento plástico bajo esfuerzos axiles Comportamiento plástico en flexión pura Comportamiento plástico en flexión compuesta Comportamiento plástico en flexión simple > Análisis plástico de estructuras Tipos de análisis plásticos Teoremas límite de la plasticidad Análisis de mecanismos de colapso Bases de cálculo para el diseño de estructuras metálicas. Normativas > Seguridad estructural. Acciones en estructuras Concepción de construcciones Seguridad estructural Análisis estructurales Normativas para el cálculo de acciones Acciones características en estructuras > Normativas sobre el diseño y construcción de estructuras metálicas Antecedentes de las normas actuales de estructuras metálicas Código Técnico de la Edificación (CTE) Recomendaciones para el proyecto de puentes metálicos (RPM-95) Eurocódigo 3 para estructuras metálicas (EC3) Uniones en estructuras metálicas Pág. 5/7

6 > Tipologías y comportamiento general de uniones Importancia de las uniones en la construcción metálica Sistemas de unión y su comportamiento a nivel local Rigidez de las uniones Enfoque de las uniones en el CTE Enfoque de las uniones en el EC3 > Uniones atornilladas Prescripciones geométricas Análisis estructural de la unión Cálculo resistente de los tornillos > Uniones soldadas Soldadura de aceros estructurales de construcción Cálculo resistente de las soldaduras Torsión de piezas metálicas > Torsión uniforme o de Saint-Venant Fenomenología de la torsión. Tipos de torsión Ecuaciones generales de la torsión uniforme Analogía de la membrana de Prandt Estática de la torsión uniforme > Torsión no uniforme o de alabeo Magnitudes sectoriales Tensiones originadas por la torsión no uniforme Estática de la torsión no uniforme > Torsión mixta Ecuación diferencial de la torsión mixta. Soluciones clásicas Método simplificado de Timoshenko para vigas en doble T simétricas Elementos metálicos comprimidos. El fenómeno de pandeo > El pandeo de piezas ideales Estudio en teoría de segundo orden. Fórmula de Euler Análisis de columnas con diferentes vínculos Análisis de esfuerzos y movimientos en vigas-columna Métodos energéticos para el cálculo de cargas críticas Efecto de la deformabilidad por cortante. Piezas compuestas Pandeo por torsión y por flexión y torsión > El pandeo de piezas reales Pandeo en el rango inelástico Imperfecciones en las piezas metálicas. Curvas de pandeo Método del coeficiente de reducción propuesto por la CECM Cálculo de piezas simples Cálculo de piezas compuestas Elementos metálicos flectados > Tipología metálica en flexión Evolución de las formas, los materiales y las herramientas de análisis Tipologías más apropiadas en estructuras metálicas - Sistemas de cables - Vigas en celosía - Vigas de alma llena Pág. 6/7

7 - Sistemas estructurales híbridos > Análisis elástico de piezas metálicas flectadas Esfuerzos de flexión pura Esfuerzos de flexión simple. Efecto de las tensiones tangenciales > Análisis elastoplástico de secciones flectadas Limitaciones del análisis elástico Comportamiento plástico de secciones metálicas Capacidad resistente de secciones según el CTE y el EC3 > Pandeo lateral de vigas Fenomenología. Factores intervinientes Formulación en las normativas > Abolladura de paneles metálicos. Rigidización Fenomenología. Factores intervinientes Formulación en las normativas Rigidización. Tipos y ubicación Otros fenómenos de inestabilidad local Tipologías y construcción de estructuras metálicas > Tipologías de puentes metálicos y mixtos Configuraciones habituales Otras tipologías > Tipologías de edificios con estructura metálica Configuración general de naves industriales Elementos específicos en naves industriales Sistemas portantes en edificios de plantas Sistemas de piso Soportes y tirantes Uniones. Soluciones típicas > Procesos de fabricación de estructuras metálicas Instalaciones Sistemas de corte y perforación Sistemas de conformado Soldadura en taller Procedimientos de protección > Procedimientos de montaje de estructuras metálicas Sistemas de transporte Elementos de izado Control de ejecución Sistemas básicos de seguridad Colapso producidos durante el montaje Pág. 7/7