Estructuras Metálicas y de Madera

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1 37 Hoja 1 de 6 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales República Argentina Carrera: Ingeniería Civil Escuela: Ingeniería Civil. Departamento: Estructuras. Carácter: Obligatoria Programa de: Código: 0037 Plan: Carga Horaria: Semestre: Estructuras Metálicas y de Madera Octavo Puntos: Hs. Semanales: Año: 3 4,5 Cuarto Objetivos: Capacitar al alumno en el proyecto y dimensionado de estructuras metálicas y de madera, tratando con profundidad los puntos 1 a 9 y 15 a 20 indicados en el programa sintético. Los puntos 10 a 14 del programa sintético serán desarrollados a modo de introducción, indicando las particularidades de cada tipo estructural. Programa Sintético: A) Estructuras Metálicas. 1. El acero estructural. Estructuras metálicas. Metodos de diseño. Tensiones admisibles. Estados límites. 2. Medios de unión. Remaches, tornillos de alta resistencia. Soldadura. Empalmes. 3. Elementos solicitados a tracción. 4. Elementos simples y compuestos solicitados a compresión. Pandeo elástico e inelástico. Longitud de pandeo. Efectos de segundo orden. 5. Placas solicitadas a compresión y corte. Condiciones de borde. Rigidización. 6. Elementos solicitados a torsión. Torsión uniforme y torsión mixta. 7. Elementos solicitados a flexión. Pandeo Lateral. Vigas y vigas armadas de alma llena. Vigas reticuladas. 8. Elementos solicitados a flexión y tracción y a flexión o compresión. Interacción. 9. Sustentaciones de vigas y columnas. 10. Grúas, puentes grúas y sus caminos de rodamiento. Efectos de fatiga y Programa Analítico: de foja 2 a foja 5. Bibliografía: de foja 6 a foja 6. Correlativas Análisis Estructural Obligatorias: dinámicos. 11. Naves de grandes luces, diseño, estabilidad espacial: soluciones estructurales. 12. Estructuras livianas y de acero. Estructuras de hierro redondo, de chapa plegada en frío y estructuras espaciales de tubos. 13. Estructuras mixtas de acero y hormigón. 14. Puentes metálicos y torres para líneas de transmisión de energía. B) Estructuras de Madera. 15. La madera como material estructural. Madera maciza, laminada y compensada. Formas estructurales. 16. Elementos solicitados a tracción. 17. Elementos simples, compuestos y de piezas distanciadas solicitadas a compresión. Pandeo elástico e inelástico. 18. Elementos simples y compuestos solicitados a flexión. 19. Elementos simples y compuestos solicitados a flexión compuesta. 20. Uniones encoladas, clavadas, con pernos y bulones y con otros pasadores. Correlativas Aconsejadas: Rige: Aprobado HCD, Res.: Modificado/Anulado/Sust. HCD Res.: Fecha: Fecha: El Secretario Académico de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (UNC) certifica que el programa está aprobado por el (los) número(s) y fecha(s) que anteceden. Córdoba, / /. Carece de validez sin la certificación de la Secretaría Académica:

2 Programa Analítico de Estructuras Metálicas y de Madera. A) Estructuras Metálicas. Unidad 1. El acero estructural. Estructuras metálicas. Metodos de diseño. Tensiones admisibles. Estados límites. 1. El proyecto estructural. El acero estructural: Composición, propiedades mecánicas. Ductilidad, soldabilidad, resistencia al fuego, fatiga, etc.. Formas seccionales y produtos de acero estructural. 2. Acciones sobre las estructuras. La seguridad estructural. Resistencia requerida y Resistencia de calculo. Métodos elásticos y plásticos. Bases de Proyecto. Métodos por tensiones admisibles. Métodos por estados límites. Estados límites de resistencia y de servicio. Criterios probabilisticos de seguridad. Disposiciones reglamentarias. Unidad 2. Medios de unión. Remaches, tornillos de alta resistencia. Soldadura. Empalmes. 3. Los medios de unión en las estructuras metálicas. Clasificación. Ventajas y desventajas de cada uno. 4. Uniones abulonadas. Bulones comunes y de alta resistencia. Uniones por aplastamiento y por fricción. Uniones para esfuerzos axiles, para corte, para corte y momento. Uniones con tracción normal al plano de la junta. Bases de proyecto y dimensionado. Distribución de los bulones. Verificación de las chapas. Areas bruta y neta. 5. Uniones soldadas. Tecnología de las uniones soldadas. Procedimientos de soldadura. Soldabilidad. Metal base y electrodos. Tipos de uniones soldadas. Uniones para esfuerzos axiles, para corte, para corte y momento. Bases de proyecto y dimensionado. Unidad 3. Elementos solicitados a tracción. 6. Area bruta. Area neta. Area efectiva. Bases de dimensionado. Empalmes. Unidad 4. Elementos simples y compuestos solicitados a compresión. Pandeo elástico e inelástico. Longitud de pandeo. Efectos de segundo orden. 7. Pandeo flexional elástico e inelástico de barras. Cargas críticas de Euler, Engesser, Shanley y Jazek. Tensiones residuales. Factores que influyen en la carga crítica de pandeo. Curvas de pandeo flexional. 8. Estabilidad global de las estructuras y sus elementos componentes. Análisis estructural. Longitudes de pandeo de barras. Concepto y evaluación. Determinación cuantitativa en casos diversos. 9. Dimensionado y verificación de barras simples comprimidas axialmente. Tensiones admisibles. Estados límites. Barras de sección constante sometidas a carga axil variable. Barras de sección variable sometidas a carga axil constante. Empalmes. 10 Dimensionado y verificación de miembros armados sometidos a carga axil. Distintos tipos de enlaces (celosías, presillas, etc.). Esbeltez ideal. Dimensionado de los enlaces. 11. Pandeo torsional y flexotorsional elástico de barras. Concepto. Tensiones críticas. Disposiciones reglamentarias. Unidad 5. Placas solicitadas a compresión y corte. Condiciones de borde. Rigidización. 12. Introducción al pandeo de placas. Pandeo de placas sometidas a tensiones normales y de corte. Pandeo en período elástico y plástico. Carga crítica y poscrítica. Condiciones de borde. Elementos rigidizados y no rigidizados. Clasificación de secciones. Secciones compactas, no compactas y esbeltas.

3 13. Placas rigidizadas. Rigidizadores de fuerza, rígidos y flexibles. Concepto y dimensionamiento. Unidad 6. Elementos solicitados a torsión. Torsión uniforme y torsión mixta. 14. Comportamiento de las secciones abiertas y cerradas. Alabeo de secciones. Torsión uniforme y de alabeo impeddido. Módulo de torsión y alabeo. Control de los efectos producidos por la torsión. Unidad 7. Elementos solicitados a flexión. Pandeo Lateral. Vigas y vigas armadas de alma llena. Vigas reticuladas. 15. Pandeo lateral de vigas de alma llena. Tensiones críticas elásticas e inelásticas. Formas seccionales apropiadas. 16. Tipos de vigas. Vigas de alma llena. Dimensionado y verificación a flexión por resistencia, elástica y plástica. Pandeo lateral de vigas. 17. Dimensionado y verificación para esfuerzos de corte en secciones compactas y no compactas. 18. Vigas de perfiles laminados. Refuerzos de vigas laminadas. Empalmes. Estados límites de servicio. Deformaciones. 19. Vigas armadas de alma llena. Diseño de la sección transversal. Detalles constructivos. Dimensionado y verificación por resistencia a flexión y corte. Pandeo lateral. Pandeo local. Empalmes. 20. Vigas armadas de alma llena de alma esbelta. Rigidizadoras. 21. Vigas reticuladas. Campo de aplicación. Tipologías. Secciones de las barras. Nudos soldados y abulonados. Dimensionado. Pandeo de cordones comprimido, arriostramientos. Longitudes de pandeo. Detalles constructivos y de montaje. Unidad 8. Elementos solicitados a flexión y tracción y a flexión o compresión. Interacción. 22. Efectos de segundo orden. Métodos exactos y aproximados. Amplificación de momentos de primer orden. 23. Miembros simples con carga excéntrica. Curvas de interacción. Dimensionado y verificación. 24. Miembros armados con carga excéntrica. Dimensionado y verificación de cordones y enlaces. Unidad 9. Sustentaciones de vigas y columnas. 25. Apoyos de vigas sobre vigas. Unión de vigas y columnas. Apoyos de vigas sobre mampostería u hormigón. Bases de columnas metálicas. Tipos de bases. Tensiones. Tensiones de contacto. Proyecto y dimensionado de bases. Unidad 10. Grúas, puentes grúas y sus caminos de rodamiento. Efectos de fatiga y dinámicos. 26. Monorieles. Vigas de rodamiento. Formas constructivas. Puentes grúas. La viga carril. Acciones sobre la viga carril. Fuerzas de frenado. Acciones dinámicas. Efectos de fatiga. Estabilidad. Formas constructivas. Unidad 11. Naves de grandes luces, diseño, estabilidad espacial: soluciones estructurales. 27. Generación de la estructura. Tipologías estructurales. Acciones gravitatorias. Acción del viento. Estabilidad plana y espacial. Proyecto de la cubierta y los cerramientos laterales. Detalles constructivos. Proceso de montaje.

4 28. Estructuras con columnas biarticuladas. Estabilidad espacial. Sistemas de arriostramientos. Análisis de carga. Determinación de solicitaciones en los elementos estructurales. Formas constructivas. 29. Estructuras con columnas empotradas en la base. Estabilidad plana y espacial. Análisis de carga. Determinación de solicitaciones en los elementos estructurales. Formas constructivas. 30. Otras estructuras para cubrir grandes luces. Tensoestructuras. Concepto. Formas constructivas. Unidad 12. Estructuras livianas y de acero. Estructuras de hierro redondo, de chapa plegada en frío y estructuras espaciales de tubos. 31. Estructuras de chapa plegada en frío. Material. Formas seccionales y estructurales. Fundamento de los procedimientos de cálculo. Dimensionado y verificación frente a esfuerzos axiles, flexión y corte, esfuerzos combinados. Rigidización. Medios de unión. 32. Estructuras espaciales de tubos de pared delgada. Formas estructurales. Criterios de diseño. Dimensionamiento. Nudos. Detalles constructivos. 33. Estructuras de hierro redondo de construcción. Material. Formas estructurales. Dimensionamiento. Detalles constructivos. Unidad 13. Estructuras mixtas de acero y hormigón. 34. La construcción mixta. Fundamentos. Formas estructurales. Steel deck. Vigas mixtas. Conectores. Columnas compuestas. Dimensionamiento. Detalles constructivos. Proceso de ejecución. Edificios en altura. Unidad 14. Puentes metálicos y torres para líneas de transmisión de energía. 35. Puentes metálicos. Distintos tipos estructurales. Acciones. Puentes de viga. Organización del tablero. Vigas principales. Puentes losa. Losa ortótropa. Puentes mixtos hormigón acero. 36. Torres para líneas de transmisión de energía y antenas. Acciones. Formas estructurales. Cables. B) Estructuras de Madera. Unidad 15. La madera como material estructural. Madera maciza, laminada y compensada. Formas estructurales. 37. Estructuras de madera. Su evolución y estado actual. Características físicas y mecánicas de la madera. Imperfecciones. Procesos de estacionamiento y estabilización. Clasificación de maderas de construcción. Tensiones admisibles. 38. Nuevas tecnologías para la elaboración de maderas para uso estructural. La madera laminada y compensada para uso estructural. Características mecánicas. Tensiones admisibles. Disposiciones normativas. 39. Formas seccionales y tipologías estructurales en madera tradicionales y modernas. Unidad 16. Elementos solicitados a tracción. 40. Dimensionamiento de elementos traccionados. Sección neta. Influencia de la desviación de las fibras. Tensiones admisibles. Empalmes. Unidad 17. Elementos simples, compuestos y de piezas distanciadas solicitadas a compresión. Pandeo elástico e inelástico. 41. Pandeo flexional elástico e inelástico de piezas simples. Tensiones críticas y admisibles. Dimensionado. Método omega. Empalmes. 42. Pandeo flexional de piezas a sección compuesta. Formas seccionales. Concepto de momento de inercia efectivo. Factor de reducción y módulo de desplazamiento. Dimensionado.

5 43. Pandeo flexional de piezas distanciadas. Tacos interpuestos, bridas y celosías de madera. Esbeltez ideal. Dimensionamiento de cordones y elementos de enlace. Medias de unión. Momento de inercia efectivo equivalente de la sección transversal. Unidad 18. Elementos simples y compuestos solicitados a flexión. 44. Flexión simple simétrica y oblicua de piezas simples. Dimensionamiento. Deformaciones. Empalmes. 45. Flexión simple simétrica de piezas a sección compuesta. Diagrama de tensiones-deformaciones unitarias. Momento de inercia efectivo, coeficiente de reducción y módulo de desplazamiento. Dimensionamiento a flexión. Verificación al corte. Dimensionado de los medios de unión. 46. Flexión de piezas de madera compensada (losas, almas de viga, chapas de nudo, cubrejuntas, etc.). Tensiones admisibles. Flexión de vigas con alma de tablas. Unidad 19. Elementos simples y compuestos solicitados a flexión compuesta. 47. Verificación de piezas simples y de sección compuesta. Resistencia y estabilidad. Empalmes. Unidad 20. Uniones encoladas, clavadas, con pernos y bulones y con otros pasadores. 48. Juntas encoladas. Características. Tipos de colas. Característica de la superficie de encolado. Presión y temperatura de encolado. Protección superficial. 49. Juntas clavadas. Características generales. Capacidad portante de los clavos. Penetración. Elección del diámetro y longitud del clavo. Cantidad y distribución de clavos. Verificación de la junta. 50. Juntas con pernos y bulones. Definición. Carácterísticas.generales de la junta. Capacidad portante de pernos y bulones. Cantidad y distribución de pasadores. Verificación de la junta. 51. Unión con anillos y otros pasadores. Anillos. Características. Aplastamiento de la madera. Bulones complementarios. Capacidad portante de los anillos. Distribución. Verificación de la junta. Unión de tacos de madera. Unión con chapas o bandas dentadas simples y dobles.

6 Bibliografía Argüelles Álvarez, R. La Estructura Metálica Hoy. (1975). Estructuras Livianas de Acero. Recomendación CRISOC 303. (1991). Estructuras de Chapa Plegada en frío. s/recomendación CIRSOC 303 (1998). Fushimi, J. Construcciones Metálicas y de Madera. 2ª. Parte (Estructuras de Madera). (1990). Mc Cormac, J.C. Diseño de Estructuras de Acero. Metodo LRFD. (1991). Proyecto de Reglamento CIRSOC 301/2000. (2000). Proyecto Reglamento INPRES-CIRSOC 103 Parte IV. (2000). Reglamento CIRSOC 102 (Acción del viento) y CIRSOC 101 (Cargas permanentes y sobrecargas). (1982). Troglia, G.R. Estructuras Metálicas. Proyecto por estados límites. (2002). Troglia, G.R. Ejemplos de Aplicación Proyecto CIRSOC 301/2000. (2000).