Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Cuyo P1- PROGRAMA DE ASIGNATURA

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1 Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Cuyo P1- PROGRAMA DE ASIGNATURA Asignatura: Construcciones Metálicas y de Madera I Profesor Titular: Francisco J. Crisafulli Carrera: Ingeniería Civil Año: 2017 Semestre: 7 Horas Semestre: 90 Horas Semana: 6 OBJETIVOS Conocer los conceptos fundamentales sobre materiales, medios de unión e inestabilidad relacionados con construcciones metálicas y de madera. Demostrar habilidad para diseñar, analizar, verificar, detallar y especificar construcciones sencillas metálicas y de madera. Manifestar interés por investigar las posibilidades y limitaciones de las construcciones metálicas y de madera. CONTENIDOS UNIDAD 1: ESTRUCTURAS METÁLICAS GENERALIDADES 1.A. Acero estructural para construcciones metálicas Aceros estructurales, características de su comportamiento mecánico. Normas IRAM-IAS U (Aceros al carbono para uso estructural) e IRAM-IAS (Chapas). Parámetros mecánicos F y, F u, u y límite de los componentes químicos. Valores de E, G y. Perfiles y chapas: disponibilidad de la producción nacional y de importación. Condiciones de ductilidad, ensayo de Charpy. Fragilidad, influencia de la soldadura. 1.B. Aspectos constructivos y uniones Fabricación, montaje y control de calidad. Uniones abulonadas. Tipos de bulones, agujeros, tipos de ajuste. Uniones típicas. Uniones soldadas. Tipos de soldaduras. Problemas de fragilidad. Elección del material base. Tipos de cordones: a tope, de filete, de tapón y de muesca. Nomenclatura UNIDAD 2: DISEÑO ESTRUCTURAL 2.A. Criterios de diseño Proceso de diseño. Métodos de diseño: por tensiones admisibles y con factores de carga y resistencia (LRFD). Estados límites últimos y de servicio. Confiabilidad del método LRFD. Tipos de análisis estructural. Efectos de segundo orden. 2.B. Tipologías estructurales. Arriostramientos Tipologías estructurales. Elementos de alma llena y reticulados; elementos livianos en celosía. Pórticos, pórticos con arriostramientos centrados y excéntricos. Arriostramientos para acciones laterales. Ejemplos para naves industriales, soportes de tanques y equipos, puentes simples, etc. Página 1 de 6

2 2.C. Estabilidad estructural El fenómeno de pandeo. Pandeo de barras y placas. Determinación de la longitud de pandeo de elementos comprimidos. Factor k en columnas, reticulados y pórticos. Aplicaciones a distintos tipos de estructuras. UNIDAD 3: ACCIONES 3.A. Acciones y combinación de acciones Clasificación: permanentes, variables, accidentales. Combinación de acciones y factores de carga según el método LRFD. 3.B. Determinación de acciones Determinación de acciones según los Reglamentos: CIRSOC 101: Cargas y sobrecargas gravitatorias, CIRSOC 102: Viento, CIRSOC 103: Sismo, CCSR-Mza-87: Sismo, CIRSOC 104: Nieve y hielo y CIRSOC 107: Acciones térmicas. UNIDAD 4: BARRAS TRACCIONADAS Y UNIONES 4.A. Barras traccionadas Esbeltez. Área bruta, área neta, área neta efectiva. Estados límite: fluencia, fractura, bloque de corte. Resistencia de diseño. Perfiles, barras armadas y barras macizas. 4.B. Uniones abulonadas Resistencia de diseño a corte, a tracción y a tracción con corte de bulones en uniones tipo aplastamiento. Resistencia de diseño al aplastamiento de la chapa en los agujeros. Uniones de deslizamiento crítico. Resistencia de diseño al corte de bulones para cargas de servicio y para cargas mayoradas. Corte con tracción. 4.C. Uniones soldadas Cordones de soldadura. Área efectiva. Limitaciones. Resistencia de diseño. UNIDAD 5: CLASIFICACIÓN DE SECCIONES Diagrama tensión-deformación. Tensiones residuales. Estados límite seccionales. Clasificación de secciones: compacta, no compacta y con elementos esbeltos. UNIDAD 6: VIGAS Y OTRAS BARRAS FLEXIONADAS 6.A. Flexión simple Vigas. Distintas tipologías: vigas de alma llena, reticulados, vigas de chapa plegada, vigas livianas en celosía. Parámetros seccionales. Flexión simple. Estados límites últimos por acción del momento flector. Resistencia de diseño para estado límite de plastificación, de pandeo lateral torsional, de pandeo local del ala y de pandeo local del alma. 6.B. Esfuerzo de corte Resistencia de diseño para estados límites últimos por acción del esfuerzo de corte. Alma sin y con rigidizadores transversales. Requerimientos para rigidizadores. Página 2 de 6

3 UNIDAD 7: COLUMNAS Y OTRAS BARRAS COMPRIMIDAS 7.A. Barras prismáticas simples. Pandeo flexional y flexotorsional Resistencia de diseño a compresión para pandeo flexional. Esbeltez límite. Resistencia de diseño a compresión para pandeo torsional y flexotorsional en secciones compactas, no compactas. Criterio general para la evaluación de resistencia en secciones con elementos esbeltos. Factor de reducción Q. 7.B. Barras armadas Clasificación. Procedimiento de cálculo. Especificaciones constructivas. Barras armadas sometidas a compresión y flexión. UNIDAD 8: BARRAS SOMETIDAS A SOLICITACIONES COMBINADAS Y FUERZAS CONCETRADAS 8.A. Solicitaciones combinadas Barras solicitadas a flexión y fuerza axial. Diagrama de interacción. Barras sometidas a torsión y torsión combinada con flexión, corte y fuerza axial. 8.B. Fuerzas concentradas Alas y almas con fuerzas concentradas. Estados límites. Flexión local del ala. Fluencia local del alma. Pandeo localizado del alma. Pandeo lateral del alma. Pandeo por compresión del alma. UNIDAD 9: ESTRUCTURAS DE MADERA 9.A. Generalidades Empleo de la madera en la construcción. Propiedades físicas de la madera. Secado. Dimensiones comerciales de la madera de construcción. Maderas argentinas y extranjeras disponibles en el mercado nacional. Escuadrías y madera laminada. Tensiones admisibles. Flechas admisibles. Normas DIN Aplicación del CCSR-Mza-87. Comentarios sobre CIRSOC B. Aplicaciones tecnológicas Procedimientos de fabricación y control de calidad de escuadrías de madera maciza, madera laminada, madera contrachapeada y tableros de madera aglomerada. 9.C. Barras de madera sometidas a flexión Vigas simples. Vigas con conectores y vigas clavadas con alma continua; disposiciones constructivas. Diseño por resistencia y deformación. Influencia de la permanencia de la carga en el tiempo. 9.D. Barras de madera sometidas a esfuerzos normales Barras sometidas a tracción y tracción excéntrica (flexo-tracción). Barras sometidas a compresión. Método. Barras simples y compuestas. Disposiciones constructivas. Compresión excéntrica (flexo-compresión). UNIDAD 10: MEDIOS DE UNIÓN EN ESTRUCTURAS DE MADERA 10.A. Uniones con conectores Uniones con conectores. Tipos de conectores. Criterios de cálculo. Requerimientos reglamentarios. Conectores comerciales Página 3 de 6

4 10.B. Uniones clavadas Uniones clavadas. Criterios de cálculo, clavos de fabricación nacional. Distribución de la clavadura. Requerimientos reglamentarios 10.C. Uniones atornilladas y abulonadas Uniones con tornillos y uniones con bulones. Criterios de cálculo. Distribución de los tornillos y de los bulones. Requerimientos reglamentarios METODOLOGÍA DE ENSEÑANAZA La metodología de enseñanza a implementar busca una integración efectiva de los conocimientos teóricos y prácticos. Dado el carácter de la, el estudio de la normativa vigente reviste suma importancia, resultando necesario que el estudiante conozca los aspectos conceptuales en los que se fundamentan los códigos y adquiera habilidad para su interpretación y aplicación a distintos casos, sin necesidad de memorizar los requerimientos normativos. Es por ello que, no solo se permite, sino que se estimula la consulta de los distintos reglamentos durante las clases y las evaluaciones. A través de trabajos prácticos integradores se trata de que el estudiante analice problemas reales, similares a situaciones de la práctica profesional, cuya resolución implica la aplicación de conocimientos y habilidades adquiridos en distintos temas de la correspondiente y también de otras s (por ejemplo, análisis estructural y resistencia de materiales). Se espera con ello, que el estudiante desarrolle capacidad de enfrentar y solucionar problemas con criterios interdisciplinarios, favoreciendo el trabajo en equipo. Los trabajos prácticos a realizar son: TP1: Conceptos de análisis estructural y estabilidad TP2: Diseño y cálculo de una nave Industrial (con presentación de maqueta) TP3: Ensayo de vigas y columnas de acero TP4: Diseño y cálculo de una construcción de madera TP5: Ensayo de uniones en acero y madera TP6: Ensayo de una estructura simple de madera Actividad Carga horaria por semestre Teoría y resolución de ejercicios simples 45 Formación práctica Formación Experimental - Laboratorio 5 Formación Experimental - Trabajo de campo 0 Resolución de problemas de ingeniería 15 Proyecto y diseño 25 Total 90 Página 4 de 6

5 Bibliografía básica BIBLIOGRAFÍA Autor Título Editorial Año CIRSOC 301. Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios. CIRSOC 102. Reglamento argentino de acción del viento sobre las construcciones CIRSOC 104. Reglamento argentino de acción de la nieve y del hielo sobre las Construcciones Norma DIN 1052, Cálculo y ejecución de estructuras de madera Galambos, T. V., Lin, Diseño de estructuras de acero con F. J. y Johnston, B. G. LRFD. en biblioteca INTI INTI INTI Prentice- Hall, Autor Título Editorial Año McCormac, J. C., Rothamel, P. y Zamorano, E. Salmon, C. G., Johnson, J. E. y Malhas, F. Troglia, G. Diseño de estructuras de acero. Método LRFD. Maderas. Cálculo y dimensionado de estructuras portantes Steel Structures. Design and Behaviour. Estructuras metálicas. Proyecto por estados límites en biblioteca Alfaomega Librería de la Paz Harper Collins ACDEC Vinnakota, S. Estructuras de acero: comportamiento y LRFD McGraw Hill Guías de estudio Bonilla, D. Crisafulli, F. J. Crisafulli, F. J. Autor Título Año Guía de Estudio. Elementos traccionados Guía de Estudio. Elementos comprimidos Guía de Estudio. Elementos flexionados en biblioteca Ver página web de la Ver página web de la Ver página web de la Página 5 de 6

6 Bibliografía complementaria Autor Título Editorial Año Blessmann, J. Argüelles Alvarez, R. Crisafulli, F. J. Faherty, K. Mattos Dias, L. A. Rodriguez Avial Azcúnaga, F. Sachs, P Zignoli, V., El acero en la construcción. Reverté S.A. en biblioteca O vento na engenharia estructural UFRGS La estructura metálica hoy. Teoría y práctica. Diseño sismorresistente de construcciones de acero Wood Engineering and Construction Handbook Estructuras de acero: conceptos, técnicas y lenguaje Construcciones metálicas Wind Forces in Engineering Construcciones metálicas, Vol. I y II. Librería Técnica Bellisco Alacero McGraw- Hill Zigurate Editora Librería Editorial Bellisco, Pergamon Press Dossat, S.A., EVALUACIONES (S/ Ord CS) Ver página web de la La se aprueba mediante examen final, para lo cual es necesario obtener la condición de alumno regular. Dicha condición se alcanza al cumplir con los siguientes requisitos: Asistir al 75% de las clases Aprobar los trabajos prácticos Rendir y aprobar dos exámenes parciales (ver fechas de en el cronograma): Programa de examen Bolilla 1: Temas: 1A 2B 3A 4B 6B 7A 9A y C - 10B y C Bolilla 2: Temas: 1B 3B - 4C 5-6A 8A 9B y D 10A y B Bolilla 3: Temas: 2A - 4 4A - 4B 8B 7B 9C y D 10 A y C Bolilla 4: Temas: 2B 3B - 4C- 6A 7A 8A 9B y C 10 A y B Bolilla 5: Temas: 2C 4B 5 6B 7B 8B - 9C 10 B y C Bolilla 6: Temas: 1A 3B - 4C 6A 7A 8A 9B -10 A y C Bolilla 7: Temas: 2A 4B - 5 6B 7B 8B 9C y D 10A Bolilla 8: Temas: 1A - 2B 4A 5 6B - 8B 9B y C 10B Bolilla 9: Temas: 2C 3B 4C - 6B 7B - 8A 9C y D 10A y C Francisco J. Crisafulli Profesor Titular Página 6 de 6