ESTRUCTURAS DE MADERA, DE FÁBRICA, MIXTAS, PRETENSADO Y FORJADOS

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1 ESTRUCTURAS DE MADERA, DE FÁBRICA, MIXTAS, PRETENSADO Y FORJADOS OBJETIVOS La asignatura tiene como objetivo fundamental suministrar los conocimientos necesarios para el proyecto, análisis, dimensionado y ejecución de estructuras de fábrica, mixtas, pretensado y forjados; y los procedimientos y rutinas para la definición de los correspondientes elementos estructurales a nivel de proyecto de ejecución. Estructuras Madera Fernando Peraza Sánchez (Ingeniero de Montes. Director Técnico de AITIM) Bases de cálculo. Propiedades del material valores característicos. Madera aserrada estructural. Madera laminada encolada. Madera microlaminada. Tableros estructurales derivados de la madera. Clases de servicio. Clases de duración de la carga. Valores de cálculo de las propiedades mecánicas de la madera y sus productos derivados. Coeficientes parciales de seguridad para el material. Factor de modificación del material. Valores de cálculo de los efectos de las acciones. Cálculo de la deformación. Limitación de la deformación. Comprobación de secciones. Comprobación de tensiones paralelas a la fibra. Comprobación de las tensiones tangenciales. Comprobación de las tensiones perpendiculares a la fibra. Comprobación de solicitudes combinadas. Inestabilidad: pandeo y vuelco lateral. Comprobación de piezas especiales de madera laminada. Cálculo de la estabilidad al fuego. Marcado CE. Introducción. Sistemas de evaluación de las prestaciones. Normas armonizadas. Documentos de Evaluación Europeos: EES GUÍAS EOTA /CUAP. Sellos de Calidad Voluntarios. Pliegos de Condiciones. Madera en rollo estructural. Madera aserrada estructural. Madera aserrada estructural con unión dentada. Madera aserrada encolada. Madera laminada encolada. Madera microlaminada. Tableros estructurales derivados de la madera. Paneles de madera contralaminados. Vigas compuestas generalidades. Paneles sandwich.

2 Protección de la madera Agente degradadores. Agentes atmosféricos o meteorológicos. Agentes xilófagos. El fuego. Compuesto químicos. Propiedades de la madera relacionadas con la protección. Durabilidad natural e impregnabilidad. Contenido de humedad en la madera. Protección de la madera. Agentes xilófagos. Clases de uso. Medidas de tipo constructivo y de saneamiento. Métodos de tratamiento y tipos de producto. Productos. Elección del tipo de protección. Duración del tratamiento. Vida útil de la madera tratada. Elección de un tratamiento protector. Protección de la madera contra el fuego. Introducción. Reacción, resistencia y estabilidad al fuego. Especificaciones del Código Técnico de la Edificación. Protección superficial decorativa. La madera como soporte de la protección superficial o decorativa. Productos. Duración. Elección del producto final a utilizar. Estructuras de Fábrica Concepción del Río Vega (Doctora en Arquitectura. Profesora de la ETSA-UPM) Sistemas estructurales. Modelos Edificio. Estructura de muros de fábrica. Identificación de sistemas estructurales. Predefinición geométrica. Abstracción. Modelos para el análisis. Comprobación de equilibrio. Margen de seguridad. Comprobación resistente. Margen de seguridad. El material: piezas cerámicas; de hormigón; macizas; aligeradas; huecas; ladrillos; gran formato. Modelos de respuesta: elástico; plástico. Concepto de capacidad resistente. Muros de carga. Acciones. Solicitaciones en primer orden Modelo para el análisis de muros de carga. Modelo dintel frente a modelo pórtico. Interacción entre forjado y muro. Análisis elástico simplificado. Términos de rigidez. Evaluación de cargas en primera aproximación. Evaluación más ajustada en segunda aproximación: efecto de la continuidad de los forjados. Reglas prácticas de dimensionado. Definición geométrica para el análisis. Cálculo de solicitaciones. Determinación del esfuerzo normal y momento flector en secciones extremas de muros. Tipos de nudos. Procedimiento simplificado para cada tipo de nudo. Reparto del momento flector procedente de las cargas. Reparto por rigidez. Reparto por capacidad. Plastificación. Condiciones para plastificación total o parcial. Discusión de los diferentes casos de carga. Esfuerzo normal contra momento flector. Introducción de la seguridad. Coeficientes parciales de seguridad de acciones.

3 Trayectoria de compresiones. Estado de tensiones Compresión compuesta. Modelo de respuesta de las fábricas. Modelo plástico sin tracciones. Modelo de bloque comprimido cobaricéntrico. Solicitación en las secciones extremas de muros en términos de esfuerzo normal excéntrico. Deducción de la excentricidad en la sección central. Construcción de la línea de presiones o trayectoria de cargas. Interpretación del comportamiento mecánico de los muros de carga: muros exteriores e interiores. Muros de carga en segundo orden. Pandeo Estabilidad ante carga vertical. Arriostramiento. Condiciones de los muros de arriostramiento y los muros arriostrados. Longitud de pandeo. Influencia de las condiciones de arriostramiento. Muros de carga arriostrados en dos, tres o cuatro bordes. Definición de esbeltez. Límite de la esbeltez en muros de carga. Introducción en el análisis de los efectos de segundo orden. Incremento de excentricidad por ejecución. Incremento de excentricidad por pandeo. Trayectoria de la carga gravitatoria en segundo orden. Comprobación de las secciones de cabeza y base. Comprobación de la sección central. Estrategias de proyecto para reducir los efectos de segundo orden. Muros de arriostramiento. Acción horizontal. Estabilidad global Acción de viento en los edificios. Presión dinámica. Coeficiente de exposición. Coeficiente eólico. Presión estática. Introducción de la seguridad. Casos de carga. Influencia favorable de la carga vertical. Muros de arriostramiento. Análisis de solicitaciones. Normal, cortante y flector. Excentricidad del esfuerzo normal en la base. Sección de base totalmente comprimida. Sección de base con tracciones. Evaluación de la longitud de cálculo. Comprobación a tensión normal. Comprobación a esfuerzo cortante. Evaluación de la capacidad resistente a corte. Influencia de la geometría. Influencia de la carga gravitatoria. Estrategias de proyecto. Acciones laterales en muros. Cerramientos. Vallas. Petos. Tabiques Acción de viento en los muros de fachada. Comportamiento mecánico de los cerramientos de fachada (muros no cargados). Modelos de referencia para el análisis. Modelos arco, viga y placa. Influencia de las condiciones de sustentación. Soluciones constructivas. Cerramientos confinados. Modelo arco. Condición de entrega. Cerramientos con junta horizontal de movimiento. Modelo viga. Cerramientos con soportes en fachada. Modelo placa. Líneas de rotura. Condiciones geométricas. Fábrica armada. Acción horizontal y capacidad resistente en muros sueltos en cabeza (petos y vallas). Acción horizontal en tabiques según el Documento Básico de Acciones. Capacidad resistente de tabiques. Modelos arco, viga y placa. Dinteles de fábrica. Elementos de gran canto Acción gravitatoria en dinteles y vigas de gran canto. Capacidad resistente de dinteles de fábrica: viga ordinaria, viga de gran canto. Empujes. Estructuras Mixtas

4 José Luis de Miguel Rodríguez (Doctor Arquitecto. Catedrático de la ETSA-UPM) Introducción. La estructura mixta. Estructuras mixtas de acero y hormigón. Resistencia a flexión Materiales. Momento positivo. Momento negativo. Resistencia a cortante El cortante. La conexión. Deformación y flecha Deformación Flecha. Ductilidad. La viga mixta La viga apoyada. La viga continua. Ejecución y control. El soporte mixto Sección mixta a compresión. Pandeo. Adherencia. Cálculo de soportes mixtos. Ejecución y control. Hormigón Pretensado Eduardo Salete Casino (Doctor Ingeniero de Caminos Canales y Puertos. Profesor de la ETSII-UNED) Concepto del pretensado. Modalidades de pretensado. Comparación con el hormigón armado. Normativa. El hormigón. Materiales: armaduras. Pérdidas de fuerza de pretensado.

5 Bases de proyecto. Características geométricas de la sección neta y de la sección homogeneizada. Cálculo en agotamiento por solicitaciones normales. El momento último. Cálculo resistente antes solicitaciones tangenciales. Estado límite de fisuración. Estado límite de deformación. Tecnología y ejecución del pretensado. Control de calidad. Durabilidad de estructuras de hormigón pretensado. Losas postesadas. Forjados Concepción del Río Vega (Doctora en Arquitectura. Profesora de la ETSA-UPM) Sistemas, tipos y modelos Funciones del forjado en el marco de la estructura global. Sistemas de forjados de edificación. Forjados armados, pretensados y losas alveolares. Criterios de elección del sistema. Modelos de comportamiento para el análisis: elástico y plástico. Disposición en planta. Continuidad. Condiciones generales Condiciones del hormigón, armaduras activas, armaduras pasivas y mallas electrosoldadas. Condiciones de las viguetas prefabricadas. Viguetas armadas. Viguetas pretensadas. Condiciones de las piezas de entrevigado. Piezas cerámicas y de hormigón. Condiciones de índole geométrica de los forjados. Acciones sobre forjados. Introducción de la seguridad Acciones. Clasificación según EHE. Coeficientes parciales de seguridad. Solicitaciones características en forjados. Redistribución de esfuerzos. Trazado de gráficas. Casos particulares: losas alveolares pretensadas, coacciones no deseadas, forjados sin sopandas. Capacidad resistente. Estados límite de agotamiento Agotamiento ante solicitaciones normales. Momento último en forjados de viguetas armadas y pretensadas. Agotamiento ante solicitaciones tangentes. Cortante último en forjados de viguetas armadas, pretensadas y losas. Agotamiento por esfuerzo rasante.

6 Aptitud al servicio. Fisuración, durabilidad y deformación Estado límite de fisuración. Momento de descompresión. Momento de fisuración. Fisuración por compresión. Determinación de la abertura de fisuras. Condiciones de durabilidad. Clases de exposición, ambientes y recubrimientos. Estado límite de deformación. Elementos fisurados y no fisurados. Contraflecha. Obtención de la flecha por el método de Branson. Flecha instantánea, diferida y activa. Límites de flecha. Canto mínimo. Condiciones del proceso de ejecución Comprobaciones del forjado en la fase de construcción. Sopandado. Elección del modo de sopandado. Separación entre sopandas. Enlaces y apoyos. Enlace de forjados de viguetas. Apoyo de forjados de losas. Armado superior en forjados de viguetas y en forjados de losas alveolares pretensadas. Anclaje de las barras corrugadas. Proyecto de forjados. Análisis estructural Autorización de uso. Luces y cargas. Predimensionado. Determinación de las solicitaciones de cálculo. Definición de las viguetas, macizados y armadura de negativos. Condiciones de servicio. Comprobación de flecha. Criterios de ejecución y control Ejecución de forjados: transporte, acopio, apuntalado, hormigonado en obra, desapuntalado. Control de los forjados: control de recepción de los suministros, control de los recubrimientos, control del hormigón y de las armaduras. Control de la ejecución. Niveles del control de la ejecución. Relación con los coeficientes de seguridad.