ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE CÓRDOBA GRADO DE INGENIERÍA MECÁNICA. Curso 2016/17. Asignatura: ESTRUCTURAS METÁLICAS DENOMINACIÓN DE LA ASIGNATURA

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1 ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE CÓRDOBA GRADO DE INGENIERÍA MECÁNICA Asignatura: DENOMINACIÓN DE LA ASIGNATURA Denominación: Código: Plan de estudios: GRADO DE INGENIERÍA MECÁNICA Curso: 3 Denominación del módulo al que pertenece: OPTATIVIDAD ESPECÍFICA MECÁNICA Materia: Carácter: OPTATIVA Duración: PRIMER CUATRIMESTRE Créditos ECTS: 4.5 Horas de trabajo presencial: 45 Porcentaje de presencialidad: 40% Horas de trabajo no presencial: 67.5 Plataforma virtual: DATOS DEL PROFESORADO Nombre: LOPEZ PINEDA, GERMAN (Coordinador) Departamento: MECÁNICA área: MECÁNICA DE MEDIOS CONTÍNUOS Y Tª DE ESTRUCTURAS Teléfono: Nombre: DUGO LIÉBANA, LUIS Departamento: MECÁNICA área: MECÁNICA DE MEDIOS CONTÍNUOS Y Tª DE ESTRUCTURAS Teléfono: DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA REQUISITOS Y RECOMENDACIONES Requisitos previos establecidos en el plan de estudios Se recomienda tener amplios conocimientos de la asignatura Elasticidad y Resistencia de Materiales Recomendaciones Para un seguimiento adecuado de la asignatura es muy conveniente que se consulten previamente los apuntes editados por el Sr. Profesor antes de asistir a clase y/o se pregunten dudas. COMPETENCIAS CB1 CB2 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos procedentes de la vanguardia del campo de la Ingeniería Mecánica. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas en el campo de la Ingeniería Mecánica. 1/15

2 CB4 CB5 CU2 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. Que los estudiantes hayan desarrollado las habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. Conocer y perfeccionar el nivel de usuario en el ámbito de las TIC. OBJETIVOS Con esta asignatura de pretende proporcinar a los alumnos unos conocimientos amplios sobre el cálculo y ejecución de las estructuras metálicas de acuerdo con la normativa legal vigente que establecen los Documentos Básicos del Código Técnico de la Edificación. CONTENIDOS 1. Contenidos teóricos PROGRAMA TEÓRICO CAPÍTULO I.- ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN. Tema 1.- Acciones en la edificación Ámbito de aplicación del DB-SE-AE Acciones sobre la estructura Acciones permanentes Acciones variables Acciones accidentales Acciones gravitatorias Peso propio Sobrecargas de uso, explotación y mantenimiento Cálculo de la carga de nieve Carga de nieve sobre terreno horizontal Coeficiente de forma Acumulación de nieve Acciones sobre barandillas y elementos divisorios Acción del viento Generalidades. 2/15

3 Presión dinámica del viento Coeficiente de exposición Coeficiente de presión Coeficiente eólico de edificios de pisos Coeficiente eólico de naves y construcciones diáfanas Acciones térmicas y reológicas Acciones accidentales Acciones sísmicas Acciones de incendio Acciones de impacto. Anejo A.- Terminología. CAPÍTULO II.- SEGURIDAD ESTRUCTURAL Tema 2.- Seguridad estructural Generalidades Ámbito de aplicación del DB-SE-A y consideraciones previas Condiciones particulares del cumplimiento del DB-SE-A Estados límite Seguridad de las estructuras Comprobaciones Verificación de resistencias Verificación de la estabilidad de la estructura Verificación del terreno Verificación de las situaciones de deterioro Acciones 3/15

4 Introducción Clasificación de las acciones Valores característicos de las acciones Valores de cálculo de las acciones Valores de cálculo de los materiales Situaciones de proyecto. Estados límite últimos Situaciones de cálculo Combinación de acciones Situaciones de proyecto. Estados límite de servicio Combinación de acciones Deformaciones máximas admisibles Introducción Desplazamientos verticales (flechas) Integridad de los elementos constructivos Confort y bienestar de usuarios Apariencia de la obra Fórmulas aproximadas para el cálculo de flechas Influencia del esfuerzo cortante en el cálculo de las flechas Desplazamientos horizontales (desplomes) Vibraciones Cálculo de la frecuencia fundamental de una viga Forjados Durabilidad. Anejo B.- Notaciones y unidades. Anejo C.- Tablas de pesos y coeficientes de rozamiento interno. 4/15

5 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 III.- MATERIALES Y PRODUCTOS DE ACERO Tema 3.- Productos de acero utilizados en las estructuras metálicas Generalidades Características mecánicas Características tecnológicas Calidades de acero estructural Aceros estructurales no aleados Aceros estructurales de grano fino soldables. 5/15

6 Aceros estructurales con resistencia mejorada a la corrosión Aceros estructurales inoxidables Designación de aceros estructurales Productos de acero estructural Productos planos Productos largos Perfiles tubulares laminados en caliente Perfiles tubulares conformados en frío Perfiles abiertos conformados en frío Cables y alambres Tornillos, tuercas y arandelas Materiales de aportación Resistencia de cálculo Perfiles comerciales. CAPÍTULO IV.- CÁLCULO DE UNIONES CON TORNILLOS Tema 4.- Cálculo de uniones mediante tornillos Bases de cálculo Criterios de comprobación Rigidez Características geométricas de los tornillos Deslizamiento de las uniones Pretensado Resistencia de cálculo al deslizamiento Resistencia de los medios de unión. Uniones atornilladas Simplificaciones utilizadas en el cálculo. 6/15

7 Disposiciones constructivas de las uniones atornilladas Resistencia de las uniones atornilladas sin pretensar Uniones con tornillos pretensados Pasadores Uniones normalizadas. CAPÍTULO V.- CÁLCULO DE UNIONES SOLDADAS Tema 5.- Cálculo de uniones mediante soldadura Introducción Clasificación de las soldaduras Disposiciones constructivas Resistencia de cálculo de las soldaduras a tope Soldaduras en tapón y ojal Soldaduras por puntos Resistencia de cálculo de las uniones soldadas en ángulo Procedimiento simplificado Método alternativo de cálculo. Tema 6.- Cálculo de uniones planas con soldaduras en ángulo según el Eurocódigo Cálculo de uniones a tracción Cálculo de soldaduras con cordones laterales Cálculo de soldaduras con cordones frontales Cálculo de soldaduras combinadas con cordones laterales y frontales Cálculo de uniones a flexión Cálculo de soldaduras con cordones frontales longitudinales Cálculo de soldaduras con cordones frontales transversales Cálculo de soldaduras con cordones frontales longitudinales y transversales. 7/15

8 6.3.- Cálculo de uniones a torsión y esfuerzo cortante combinados Cálculo de soldaduras con cordones laterales Cálculo de soldaduras con cordones frontales Cálculo de soldaduras con cordones laterales y frontales Cálculo de soldaduras laterales y un cordón frontal. CAPÍTULO VI.- ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS Tema 7.- Análisis estructural Generalidades Modelos de cálculo Tipos de secciones Clasificación de las secciones Criterios para clasificar la sección Métodos de cálculo Principios básicos Estabilidad lateral Clasificación de estructuras intraslacionales y traslacionales Criterio de intraslacionalidad en estructuras convencionales de edificación Imperfecciones iníciales globales Imperfecciones iníciales globales laterales Imperfecciones iníciales globales por curvatura de las barras Fuerzas transversales equivalentes a las imperfecciones iniciales globales Análisis elástico de estructuras traslacionales Cálculo de los arriostramientos de naves industriales Arriostramientos laterales Arriostramientos de la cubierta. 8/15

9 Análisis plástico de estructuras traslacionales Método general de análisis no lineal en teoría de segundo orden. Tema 8.- Estados límite últimos I Generalidades Resistencia de las secciones Bases Términos de la sección Resistencia de las secciones a tracción Resistencia de las secciones a esfuerzo cortante Resistencia de las secciones a compresión Resistencia de las secciones a flexión Resistencia de las secciones a torsión Interacción de esfuerzos en las secciones transversales Flexión compuesta sin cortante Flexión y cortante Flexión, axil y cortante Flexión y torsión Cortante y torsión. Tema 9.- Estados límite últimos II Resistencia de las barras Tracción Compresión Pandeo por flexión en la barra ideal Compresión simple Flexocompresión. 9/15

10 Pandeo por flexión en la barra real Coeficientes de reducción por pandeo Curvas europeas de pandeo Pandeo simple en barras de sección constante Compresión y flexión, sin posibilidad de pandeo en el plano débil Compresión acompañada de flexión esviada sin torsión Esfuerzos axiles variables Barras de sección variable Elementos triangulados Introducción Tipos de cerchas Cálculo de esfuerzos en las barras Pilares de edificios Barras de sección compuesta. Tema 10.- Estados límite últimos III Resistencia de las barras Flexión Pandeo lateral de vigas de sección constante Momento crítico elástico de pandeo lateral Barras comprimidas y flectadas con consideración de pandeo lateral Abolladura del alma por cortante Cargas concentradas. CAPÍTULO VII.- BASES DE PILARES Y PLACAS DE ASIENTO Tema 11.- Cálculo de las bases de pilares y placas de asiento 10/15

11 Introducción Cálculo de la resistencia portante del hormigón Comprobación y dimensionado de la placa de anclaje Cálculo de la longitud de los pernos de anclaje Cálculo del espesor de la placa de asiento Cálculo y comprobación de las cartelas Comprobación de la resistencia a cortante de los pernos de anclaje Cálculo de los cordones de soldadura. 2. Contenidos prácticos 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. 9.- Proyecto de cálculo de la estructura de una nave industrial mediante el ordenador Acciones de cálculo según el Código Técnico de la Edificación Cálculo de correas Cálculo de la estructura de cubierta Cálculo de pilares Visitas a obras para comprobar el diseño y ejecución de estructuras metálicas en Edificios y Naves Industriales. 11/15

12 METODOLOGÍA Adaptaciones metodológicas para alumnado a tiempo parcial y estudiantes con discapacidad y necesidades educativas especiales La adaptación de los alumnos a tiempo parcial se llevará a cabo de mutuo acuerdo entre el Profesor y los alumnos. Actividades presenciales Actividad Grupo Grupo completo mediano Total Actividades de evaluación 2-2 Lección magistral Resolución de problemas Tutorías Total horas: _ Actividades no presenciales Actividad Total Consultas bibliográficas 4.5 Estudio 35 Problemas 28 Total horas: 67.5 MATERIAL DE TRABAJO PARA EL ALUMNO Apuntes de teoría y problemas Casos y supuestos prácticos Ejercicios y problemas Manual de la asignatura Aclaraciones: Los apuntes de la asignatura se pueden adquirir en el Servicio de Publicaciones de la Escuela Politécnica Superior. 12/15

13 EVALUACIÓN Instrumentos Competencias Pruebas de respuesta corta Trabajos y proyectos Listas de control CB1 x x x CB2 x x x CB4 x x x CB5 x x x CU2 Total (100%) 20% 40% 40% Nota mínima.(*) (*) Nota mínima para aprobar la asignatura. Método de valoración de la asistencia: Según lo indicado en los instrumentos de evaluación. Aclaraciones generales sobre los instrumentos de evaluación: Aquellos alumnos que no cumplan con alguno de los criterios de evaluación indicados anteriormente, deberán realizar además un examen final de toda la materia impartida. Aclaraciones sobre la evaluación para el alumnado a tiempo parcial y necesidades educativas especiales: Los alumnos a tiempo parcial deberán realizar tareas adicionales a las indicadas en los apartados anteriores. Criterios de calificación para la obtención de Matrícula de Honor: Nota superior a 9 puntos. Hay examenes/pruebas parciales?: No x BIBLIOGRAFÍA 1. Bibliografía básica: BIBLIOGRAFÍA [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 EJEMPLO. Ed. Bellisco (2004), 517 p. 13/15

14 [4] ANALISIS DE Cálculo de Aplicaciones Metálicas con Metal-3. Ed. Antonio Madrid Vicente, Ediciones (2011), 356 p. [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 PARALA EDIFICACIÓN. [7] PRONTUARIO DE ESTUCTURAS METÁLICAS Mº de Fomento, Cedex (2002), 867 p. [8] MONFORT LLEONART PARALA EDIFICACIÓN SEGÚNCRITERIOS DEL EUROCÓDIGO. Tomo I Tomo II. Universidad Politécnica de Valencia. (2002). [9] MONFORT LLEONART PARA LA EDIFICACIÓN, (Adaptado al C.T.E.). Universidad Politécnica de Valencia. (2007). [10] MONFORT LLEONART Y OTROS PROBLEMAS RESUELTOS DE 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) 14/15

15 2. Bibliografía complementaria: Ninguno. CRITERIOS DE COORDINACIÓN - Organización de salidas Aclaraciones: Coordinación con los conceptos básicos de la asignatura denominada Elasticidad y Resistencia de Materiales que se imparte en segundo curso en el segundo cuatrimestre. Al final del cuatrimestre se realizará una visita a varias empresas según se especifica en el apartado de contenidos prácticos. 15/15