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DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS (T)
FICHA CURRICULAR
DATOS GENERALES
Departamento:
Nombre del programa:
Area:
Asignatura:
Carácter:
Tipo:
Prerrequisitos:
Nombre del profesor:
Ciclo escolar:
Grado Escolar:
Semestre:
Horas teoría/semana:
Horas práctica/semana:
Horas totales del curso:
Irrigacion
Ingeniero en Irrigación
Construcciones agrícolas
Diseño de Estructuras Metálicas (T)
Optativa
Teórico-Práctico
Ninguno del programa de Ingeniero
Irrigación
en
2005 –2006
Sexto
Segundo
3.0
0.0
48 horas
RESUMEN DIDACTICO
Esta asignatura es optativa y esta enfocada a las construcciones agropecuarias e hidráulicas
de estructuras metálicas.
Los conocimientos a enseñar son de carácter práctico y la finalidad es que el alumno tenga
pleno conocimiento de las técnicas de revisión y diseño de estructuras de metal que son
usadas comúnmente en estructuras.
Este curso se desarrolla en el aula de clase. El material didáctico a utilizar son libros,
programas de cómputo, proyector de computadora principalmente.
La evaluación será de la forma siguiente:
2 exámenes parciales
Tareas
Participación en clase
60%
35%
5%
DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS (T)
PROGRAMA DE ESTUDIO
PRESENTACION
Este curso permite conocer los conceptos básicos de comportamiento y diseño de miembros
y conexiones metálicas sometidos a diversas solicitaciones.
OBJETIVO:
-
Realizar un proyecto estructural de un construcción típica de estructura metálica
aplicando normas y reglamentos correspondientes.
CONTENIDO
UNIDAD 1. COMPORTAMIENTO DEL ACERO
6 h.
Objetivo particular: Identificar las propiedades del acero estructural que influyen de una
manera significativa en el comportamiento de las estructuras hechas con ese metal.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Gráficas esfuerzo-deformación
Efectos de tratamientos térmicos y mecánicos
Ductilidad, fatiga, falla frágil
Comportamiento elastoplástico del acero
UNIDAD 2. DISEÑO DE MIEMBROS AISLADOS CARGADOS AXIALMENTE
6 h.
Objetivo particular: Analizar el comportamiento de miembros aislados rectos esbeltos en
tensión o compresión axial y determinar su resistencia. Utilizar los conocimientos
anteriores para dimensionar los miembros mencionados.
2.1. Miembros simples en tensión. Area neta. Deformaciones. Vibracio nes. Esbeltez.
Diseño.
2.2. Miembros compuestos en tensión. Separadores. Conectores. Diseño
2.3. Miembros simples en compresión. Inestabilidad (Pandeo) general. Esbeltez. Rangos
Elásticos o Inelásticos de pandeo. Fórmula de Euler. Teorías del Módulo tangente y del
módulo reducido de Engesser. Modelo de Shanley. Esfuerzos residuales. Curvas de diseño.
Fórmula de Bleich. Pandeo Local. Diseño.
2.4. Miembros compuestos en compresión. Especificaciones. Diseño.
UNIDAD
3.
DISEÑO
TRANSVERSALMENTE
DE
MIEMBROS
AISLADOS
CARGADOS
9 h.
Objetivo particular: Investigar la respuesta de las barras rectas aisladas ante los efectos
producidos por cargas normales a su eje. Distinguir el comportamiento elástico del
inelástico. Diseñar vigas de metal y vigas compuestas acero-concreto.
3.1. Flexión uniaxial en miembros simples. Plastificación y momento plástico. Factores de
forma. Secciones típicias. Secciones compactas. Pandeo lateral torsional. Rangos elástico e
inelástico de pandeo lateral. Momento de diseño. Fórmulas de diseño.
3.2. Flexión uniaxial en miembros compuestos. Especificaciones. Vigas híbridas. Vigas
compuestas acero-concreto.
3.3. Flexión biaxial. Casos particulares.
3.4. Cortante. Secciones laminadas. Secciones peraltadas con almas esbeltas. Pandeo de
placas cargadas en su plano medio. Atiesadores. Resistencia postpandeo. Especificaciones
y diseño.
UNIDAD 4. DISEÑO DE MIEMBROS SUELTOS A ESFUERZOS COMBINADOS
DE FLEXIÓN, CARGA AXIAL CORTANTE
6 h.
Objetivo particular: Dimensionar piezas rectas sometidas a flexotensión o a
flexocompresión, teniendo en cuenta los efectos de segundo orden producidos por la
interacción fuerza axial deflexión lateral.
4.1. Flexo-tensión
4.2. Flexo -compresión. Fórmulas de interacción. Efectos de la carga axial en la curvatura
de la pieza. Factor de amplificación de momento. Momento de Diseño. Fórmulas de diseño.
Aplicaciones a secciones simples y compuestas.
UNIDAD 5. DISEÑO DE CONEXIONES
6 h.
Objetivo particular: Comprender la importancia del diseño correcto de las conexiones en el
comportamiento de la estructuras metálicas. Describir los distintos tipos de conectores, con
énfasis en la soldadura, y diseñar las uniones entre elementos estructurales de los tipos
estudiados en las unidades 2 a 4.
5.1. Conectores mecánicos: remaches, tornillos y pernos de alta resistencia. Conexiones
soldadas.
5.2. Tipos de conexiones e hipótesis fundamentales para su análisis y diseño. Aplicaciones
y diseño de conexiones.
5.3. Juntas de marcos rígidos. Criterios plásticos incorporados a un diseño elástico.
5.4. Placas de base y anclajes.
UNIDAD 6. ANÁLISIS Y DISEÑO PLÁSTICO DE VIGAS CONTÍNUAS Y
M ARCOS HIPERESTÁTICOS
9 h.
Objetivo particular: Distinguir los aspectos principales del comportamiento plástico del
acero y aplicarlos en el diseño de estructuras sencillas.
6.1. Análisis plástico.
6.2. Pandeo local
6.3. Pandeo lateral y de conjunto
6.4. Comportamiento y ductilidad
6.5. Conexiones.
UNIDAD 7. DISCUSIÓN DE PROBLEMAS ESTRUCTURALES, VARIABLES QUE
INTERVIENEN FUNDAMENTALMENTE
6 h.
Objetivo particular: Comprender la influencia de factores tales como separación entre las
columnas, rigidez de trabes y columnas, empleo de contra venteos, tipo de conexiones, etc.,
en el comportamiento de las estructuras metálicas. Identificar diversas clases de elementos
estructurales (vigas laminadas, trabes armadas, armaduras columnas H o en cajón,
columnas de celosías etc.) y analizar las ventajas de su empleo en problemas específicos.
7.1. Sistemas estructurales para edificios, naves industriales, etc. Elementos que los
componen.
7.2. Influencia de los elementos integrantes de la estructura y de las conexiones entre ellos
en el comportamiento del conjunto del sistema.
7.3. Discusión de casos reales.
METODOLOGIA
El curso se impartirá en el aula mediante la exposición directa del profesor; en algunas
ocasiones se hará uso de proyector de computadora para la mejor asimilación de los
conceptos mediante esquemas e imágenes.
En cada clase se encargará al alumno una serie de ejercicios relacionados con el tema para
su mejor comprensión. Además al final de la misma se dedicaran unos minutos a la
solución de dudas sobre los ejercicios que se consideren pertinentes.
EVALUACION.
2 exámenes parciales
Tareas
Participación en clase
60%
35%
5%
BIBLIOGRAFIA
Libros de Texto:
1. De Buen L. de H. Oscar. 1980. Estructuras de Acero. Comportamiento. Ed. Limusa.
México D.F.
2. L. Tall. 1974. Structural Steal Disign. Ed. The Ronald Press Co. 2da. Edición.
Libros de Consulta:
1. Departamento del Distrito Federal. 1987. Normas Técnicas Complementarias del
Reglamento de Construcción para el D.F. Diseño y Construcción de Estructuras
Metálcas. Ed. Gaceta Oficial del Departamento del Distrito Federal.
2. Blodgett. Design of Welded Structures. Ed. The James F. Lincoln and Welding
Foundation.
3. B. Bresler, T.Y. y J.B. Scalzi. 1973. Diseño de Estructuras de Acero. Ed.Limusa, S.A.
México, D.F.