Universidad de Córdoba Escuela Politécnica Superior

Ingeniero Técnico Industrial Especialidad en Mecánica

Asignatura en extinción

ASIGNATURA: TEORÍA DE ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES EXPERIENCIA PILOTO DE CRÉDITOS EUROPEOS UNIVERSIDADES ANDALUZAS

DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA NOMBRE: Teoría de estructuras y construcciones industriales CÓDIGO: 8347 AÑO DE PLAN DE ESTUDIOS: B.O.E. nº223 de 17/09/99 TIPO (troncal/obligatoria/optativa): Troncal Créditos prácticos: Créditos totales Créditos teóricos (LRU / ECTS): (LRU/ECTS) (LRU/ECTS): 12/10 7,5/6.25 4,5/3.75 CURSO: 3º CUATRIMESTRE: CICLO: Anual Primer Ciclo

DATOS BÁSICOS DEL PROFESOR / UNIVERSIDAD/ DEPARTAMENTO Y ÁREA DE CONOCIMIENTO NOMBRE PROFESOR:




Rafael Castro Triguero

UNIVERSIDAD/CENTRO/DEPARTAMENTO: Universidad de Córdoba Escuela Politécnica Superior Departamento de Mecánica ÁREA DE CONOCIMIENTO: Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras Nº DESPACHO: E-MAIL: [email protected] LV8P0980 URL WEB:

TF: 957/212226

DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA 1. DESCRIPTOR DE LA ASIGNATURA: Estudio general de estructuras e instalaciones industriales. Aplicaciones a construcciones industriales. Cálculo plástico.

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2. BLOQUES TEMÁTICOS DE LA ASIGNATURA: Sección 1ª: Análisis elástico de Estructuras parte I: estructuras formadas por mallas de barras. - Estructuras articuladas planas. - Cálculo matricial de estructuras articuladas planas. - Vigas continuas. - Pórticos y marcos - Emparrillados. - Cálculo matricial de estructuras articuladas espaciales. - Cálculo matricial de estructuras espaciales de nudos rígidos. parte II: cálculo elástico de placas y estado de membrana en láminas.

- Cálculos elástico de placas rectangulares. - Cálculo elástico de placas circulares. - El estado de membrana en láminas. Sección 2ª: Cálculo Plástico -Comportamiento elastoplástico de la rebanada . Rótula plástica. -Vigas de un tramo. Vigas continuas -Pórticos simples. -Norma NBE EA-95 para el cálculo de las estructuras de acero laminado. -Cálculo de las uniones.

3. BIBLIOGRAFÍA:

3.1 Sección 1ª

Vázquez Fernández.- Cálculo Matricial de Estructuras Argüelles Álvarez.- Cálculo de Estructuras Norris y otros.- Análisis elemental de estructuras Timoshenko.- Teoría de placas y láminas Gere.- Teoría de placas y láminas Zaytzeff.- Cálculo de construcciones hiperestáticas Rekach.- Problemas de la teoría de la elasticidad. 3.1 Sección 2ª Velasco del Pando.- Plasticidad Ch. Massonnet.- cálculo plástico de las construcciones J. Courbón.- Resistencia de materiales C. benito hernández .- nociones de cálculo plástico

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4. TÉCNICAS DE EVALUACIÓN: •

Examen A. Teoría y problemas de estructuras articuladas, estructuras de nudos rígidos y cálculo plástico.

Criterios de evaluación y calificación • La calificación del examen supondrá el 100 % de la nota final. Constará de dos partes: 1. Parte teórica en que se valore los conocimientos adquiridos y su grado de asimilación. 2. Parte práctica consistente en la resolución de una serie de ejercicios en los que se valorará el grado de conocimiento de la normativa y la correcta aplicación de ésta y de los fundamentos teóricos desarrollados en la asignatura. Asimismo se valorará la adecuada capacidad de razonamiento, agilidad de resolución y posterior análisis de resultados.

11. TEMARIO DESARROLLADO:

Sección 1ª: Análisis elástico de Estructuras Capítulo 1.- Introducción a las estructuras. (3 horas) 1.1.- Concepto 1.2.- Tipologías 1.3.- Concepto y organización del cálculo 1.4.- Casos de discretización: de las ecuaciones, del sólido. PARTE I: ESTRUCTURAS FORMADAS POR MALLAS DE BARRAS. Capítulo 2.- Generalidades(repaso de contenidos de Estática). (1 hora) 2.1.- Principios de cálculo 2.2.- Enlaces. Coacciones. Grados de libertad. Clasificación. 2.3.- Notación y convenio de signos. 2.4.- Sistemas referencia. 2.5.- Concepto de vector carga y convenio sobre sus puntos de aplicación. Capítulo 3.- Estructuras articuladas planas. (8 horas teór.+ 8 pract.) 3.1.- Acciones a considerar en una sección. Componentes del vector movimiento de nudo. 3.2.- Estructuras articuladas isostáticas (repaso de contenidos de Estática y Resist. de Mat) 3.2.1.- Tipos: simples, compuestas, complejas 3.2.2.- Sistemas triarticulados 3.2.3.- Métodos clásicos de determinación de esfuerzos 3.2.4.- Caso especial: método de Henneberg 3.2.5.- aplicación de los teoremas energéticos en la determinación de corrimientos. 3.2.6.- Obtención gráfica de la figura deformada. 3.2.7.- Determinación gráficas de los vectores corrimientos de los nudos. Diagrama de 3

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Williot. 3.3.- Estructuras articuladas hiperestáticas 3.3.1.- Clasificación 3.3.2.- Determinación de incógnitas hiperestáticas de sustentación 3.3.3.- Determinación de incógnitas hiperestáticas de constitución. 3.3.4.- Caso más general de estructuras hiperestáticas 3.3.5.- Cálculo de corrimientos. 3.3.6.- Tensiones en barras originadas por efectos térmicos. 3.3.7.- Tensiones en barras originadas por asientos de apoyos 3.3.8.- Tensiones en barras debidas a defectos de montaje. Capítulo 4.- Cálculo matricial de estructuras articuladas planas. (4 h. teor. + 4 prat.) 4.1.- Matriz de equilibrio 4.2.- Conceptos de flexibilidad y rigidez 4.3.- Matriz de rigidez de barra en coordenadas locales 4.4.- Matriz de rigidez de barra en coordenadas globales: Cambio de base 4.5.- Matriz de Conexión. Matriz de rigidez de la estructura. 4.6.- Aplicación de los teoremas de Castigliano y de los trabajos virtuales en la formación de la matriz de rigidez de la estructura 4.8.- Esfuerzos en extremos de barras en coordenadas globales y locales. 4.9.- Significado físico de los elementos de las matrices de rigidez. Capítulo 5.- Vigas continuas. (8 horas teór. + 4 pract.) 5.1.- Acciones a considerar en una sección. Componentes del vector movimiento de nudo. 5.2.- Vigas continuas con cargas en los nudos Discusión sobre la elección de incógnitas hiperestáticas 5.2.1.- Discusión sobre la elección de incógnitas hiperestáticas 5.2.2.- Análisis del sistema de ecuaciones total que gobierna el problema. 5.2.3.- Reducción del problema. Cálculo matricial directo de momentos en extremos de barras. 5.2.4.- Método de Cross. 5.2.5.- Método de Kani. 5.2.6.- Determinación de fuerzas 5.3.- Vigas continuas con cargas cualesquiera 5.4.- Leyes de esfuerzos en vigas continuas 5.4.- Cargas móviles. Líneas de influencia. Capítulo 6.- Pórticos y marcos (10 horas teor. + 10 pract.) 6.1.- Acciones a considerar en una sección. Componentes del vector carga y del vector movimiento de nudo. 6.2.- Pórticos traslacionales e intraslacionales. 6.3.- Elección de las incógnitas hisperestáticas en pórticos intraslacionales 6.4.- Figura deformada en pórticos intraslacionales 6.4.1.- Por variación de la longitud de barra 6.4.2.- Por desplazamiento de los nudos 6.5.- Cálculo de los momentos en extremos de barras en pórticos intraslacionales. Método

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matricial, método de Kani. 7.5.1.- Por cargas exteriores aplicadas en los nudos 7.5.2.- Por desplazamiento de los nudos 7.5.3.- Por cargas exteriores cualesquiera 6.6.- Determinación de fuerzas y reacciones en pórticos intraslacionales. Leyes de esfuerzos. 6.7.- Cálculo de pórticos traslacionales 6.8.- Simetrías y antisimetrías 6.9.- Organización matricial del cálculo considerando los 3 grados de libertad por nudo 6.9.1.- Matriz de equilibrio 6.9.2.- Conceptos de flexibilidad y rigidez 6.9.3.- Matriz de rigidez de barra en coordenadas locales 6.9.4.- Matriz de rigidez de barra en coordenadas globales: cambio de base 6.9.5.- Aplicación de los teoremas de Castigliano y de los trabajos virtuales en la formación de la matriz de rigidez de la estructura. 6.9.6.- Introducción de las condiciones de vinculación de la estructura. Caso especial de movimientos de apoyos. 6.9.7.- Esfuerzos en extremos de barras en coordenadas globales y locales 6.9.8.- Significado físico de los elementos de las matrices de rigidez. Capítulo 7.- Emparrillados. (2 horas teór. + 2 práct.) 7.1.- Acciones a considerar en una sección y componentes del vector movimiento de nudo. 7.2.- Emparrillado traslacional e intraslacional. 7.3.- Elección de las incógnitas hiperestáticas en emparrillados intraslacionales. Modos de cálculo de emparrillados. 7.4.- Organización matricial del cálculo 8.4.1.- Matriz de rigidez de barra en coordenadas locales 8.4.2.- Matriz de rigidez de barra en coordenadas globales 8.4.3.- Matriz de rigidez de estructura. Leyes de esfuerzos. 7.5.- Esfuerzos en extremos de barras. Condiciones de vinculación. Capítulo 8.- Cálculo matricial de estructuras articuladas espaciales. (1 hora teór.+1 práct) 8.1.- Justificación de la elección del método. 8.2.- Acciones a considerar en una sección y componentes del vector movimiento del nudo 8.3.- Matrices de rigidez de barra en coordenadas globales y locales. 8.4.- Matriz de rigidez de estructura. Condiciones de vinculación. 8.5.- Esfuerzos en extremos de barras. Capítulo 9.- Cálculo matricial de estructuras espaciales de nudos rígidos. (2 horas teór.+ 1 práct.)

9.1.- Antecedentes 9.2.- Acciones a considerar en una sección y componentes del vector movimiento de nudo. 9.3.- Matrices de rigidez de barra en coordenadas locales y globales. 9.4.- Matriz de rigidez de estructura. Condiciones de vinculación. 9.5.- Esfuerzos en extremos de barras. Leyes de esfuerzos. PARTE II: CÁLCULO ELÁSTICO DE PLACAS Y ESTADO DE MEMBRANA EN LÁMINAS.

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Capítulo 10.- Cálculos elástico de placas rectangulares. (6 horas teór.+ 1 práct.) 10.1.- Introducción 10.2.- Sistema de referencia. 10.3.- Hipótesis específicas 10.4.- Consecuencias de la hipótesis 10.5.- Corrimientos de un punto 10.6.- Tensiones en función de las deformaciones 10.7.- Tensiones y deformaciones en función de los corrimientos 10.8.- Tensiones generalizadas 10.9.- Ecuación de equilibrio del elemento de placa 10.10.- Ecuación diferencial de la deformada 10.11.- Soluciones elementales de la ecuación de Lagrange Capítulo 11.- Cálculo elástico de placas circulares. (2 horas teór.+ 2 práct.) 11.1.- Ecuación diferencial de la deformada 11.2.- Cálculo de esfuerzos Capítulo 12.- El estado de membrana en láminas. (8 horas teóricas + 2 práct.) 12.1.- Geometría de las estructuras laminares 12.2.- Planteamiento de la relación "forma de trabajo-cálculo". 12.3.- Ecuaciones diferenciales de equilibrio del estado de membrana en coordenadas cartesianas. 12.4.- Ecuaciones diferenciales de equilibrio de membranas cilíndricas 12.5.- Ecuaciones diferenciales de equilibrio de membranas de revolución sometidas a cargas con simetría de revolución. Sección 2ª: Cálculo Plástico 1. Hipótesis fundamentales de la plasticidad. 2. Comportamiento elastoplástico de la rebanada sometida a tracción o compresión. 3. Comportamiento elastoplástico de la rebanada de sección asimétrica sometida a flexión pura. 4. Caso de sección simétrica. 5. Tensiones residuales originadas por momentos sucesivos y de signo contrario. 6. Rótula plástica. 7. Comportamiento elastoplástico de la rebanada sometida a flexión simple. 8. Caso de sección rectangular. 9. Caso de sección en doble T. 10. Comportamiento elastoplástico de la rebanada sometida a flexión compuesta. 11. Caso de sección rectangular. 12. Caso de sección en doble T. 13. Plastificación de la rebanada sometida a compresión o tracción compuesta. 14. Vigas de un tramo. Generalidades. 15. Vigas isostáticas de sección constante. 16. Viga empotrada-apoyada de sección constante. 17. Viga de sección constante empotrada en sus dos extremos. 18. Vigas de un tramo de sección variable. 19. Zonas parcialmente plastificadas.

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20. Vigas continuas de sección constante. 21. Vigas continuas de sección variable. 22. Pórticos simples. Generalidades. 23. Condiciones para que se produzca el agotamiento plástico de un pórtico. 24. Unicidad de la solución. 25. Método estático. 26. Teoremas de mínimo y máximo. 27. Combinación de mecanismos. 28. Corrimientos y giros. Introducción. 29. Método general para el cálculo de corrimientos. 30. Métodos simplificados. Cálculo de corrimientos al formarse las rótulas sucesivamente. 31. Cálculo de corrimientos al formarse la última rótula. 32. Cálculo de giros. Giros al formarse las rótulas sucesivamente. 33. Giros al formarse la última rótula. 34. Norma NBE EA-95 para el cálculo de las estructuras de acero laminado por métodos anelásticos. 35. Cálculo de las uniones.

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