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Autores: Departamento de Estructuras de Edificación

Programa de la asignatura: Temas que forman parte de la asignatura.

 

1. ¿Que es estructura?

  • La estructura y el edificio.
  • Problemas estructurales típicos: acciones mecánicas.
  • Introducción de los requisitos estructurales fundamentales: resistencia, rigidez y estabilidad.
  • Tipos de edificios.
  • La forma de las estructuras.
  • El objetivo del diseño y del análisis de estructuras.
  • Breve panorama histórico puramente descriptivo.
  • Modelos y parámetros relevantes.
  • Material, esquema, tamaño, proporción y grueso.
  • Idealización de las estructuras.
  • Idealización del uso de las estructuras: tipos de acciones.

 

2. Sólido indeformable

  • Fuerza y movimiento.
  • Trabajo de una fuerza.
  • Equilibrio dinámico.
  • Equilibrio estático.
  • Acciones y reacciones sobre sólidos.
  • El caracter convencional del concepto de "sólido", de "acción" y de "reacción".
  • Sustentación.
  • Vínculos como modelo matemático en relación a las ecuaciones de equilibrio.
  • Aparatos de apoyo como objetos reales.
  • Modelado de aparatos de apoyo como vínculos.
  • Rozamiento.
  • Sustentación mínima y ecuaciones de equilibrio.
  • Isostatismo e hiperestatismo.
  • Modelado de las acciones.
  • El equilibrio como limitación al movimiento.
  • Formatos matemáticos: ecuaciones vectoriales y cartesianas.
  • Trabajos virtuales.

 

3. Sólido deformable (I)

  • Definición convencional de estructura.
  • Partes deformables (estructura) e indeformables (acciones y sustentación) del modelo de un sistema estructural completo.
  • Fuerzas exteriores e interiores a la estructura: solicitación.
  • Propiedades intrínsecas de los materiales: ensayo de tracción y alargamiento: definición de tensión y deformación.
  • Ley de Hooke.
  • Ley elastoplástica.
  • Límite elástico.
  • Punto de rotura.
  • Energía de deformación.
  • Mínima energía potencial y trabajos virtuales.

 

4. Sólido deformable (II)

  • Modelos de deformación y tensión en dos dimensiones.
  • Distorsión y tensión tangencial.
  • Ecuaciones de equilibrio.
  • Tensiones de contacto: adherencia entre distintos materiales.
  • Principales constantes de los materiales comunes: acero, madera, hormigón, acero para armar.

 

5. Sólido deformable (III)

  • Método universal de análisis en el periodo elástico.
  • Ecuaciones de equilibrio y compatibilidad.
  • Centros de acciones y de rigidez.
  • Área, módulo resistente y módulo de rigídez (inercia) de la estructura.
  • Cálculo de la situación de rotura.
  • Ductilidad de la estructura.
  • Isostatismo e hiperestatismo.
  • El punto de vista isostático como herramienta de diseño.

 

6. Sólido deformable (IV)

  • Estabilidad de estructuras traccionadas y comprimidas.
  • Análisis de la inestabilidad.
  • Carga crítica.
  • Análisis de la inestabilidad con imperfecciones iniciales.
  • Arriostramiento mínimo para el equilibrio estable.
  • Aproximación experimental a la estabilidad de piezas comprimidas: ensayo de compresión, esbeltez mecánica, coeficiente de pandeo.

 

7. Estructuras funiculares

  • Equilibrio de hilos.
  • Polígonos de fuerzas y funicular.
  • Trazado de funiculares.
  • Distancia polar y escalas de medida.
  • Cargas puntuales y repartidas.
  • Fuerzas paralelas y no-paralelas.
  • El polígono funicular como estructura y como herramienta analítica.
  • Estructuras funiculares y antifuniculares.
  • Línea de presiones.
  • Pórticos simples.
  • Diagramas de solicitaciones.

 

8. Estructuras trianguladas (I)

  • El modelos de estructuras trianguladas de barras unidas mediante articulaciones.
  • Equilibrio global e isostatismo externo, condiciones sobre la sustentación.
  • Equilibrio en cortes e isostatismo interno, condiciones sobre el número de barras y su conectividad.
  • Análisis y diseño: Arco triangulado, cercha, vigas de celosía.
  • Tipos de sustentación.
  • Estabilidad. Dimensionado a tracción.
  • Sobredimensionado de los elementos comprimidos.
  • Dimensionado estricto.
  • Estructuras hiperestáticas.

 

9. Estructuras trianguladas (II)

  • Deformación de barras.
  • Desplazamientos de nudos.
  • Flecha de la estructura.
  • Cálculo de flechas: métodos gráficos (dibujo de deformadas); métodos numéricos, trabajos virtuales: estructura patrón y estructura real.
  • Reglas de diseño: esbeltez geométrica máxima para dimensionado estricto de tipos comunes.

 

10. Flexión simple (I)

  • Vigas de sección conexa y constante.
  • Diagramas de esfuerzos normales, cortantes y flectores.
  • Ecuaciones de equilibrio en cortes.
  • Hipótesis de Navier sobre la deformación plana de las secciones.
  • Equilibrio de tensiones normales.
  • Capacidad resistente a momento: módulo resistente.
  • Condiciones de sustentación.
  • Rótulas plásticas.

 

11. Flexión simple (II)

  • Ecuaciones de equilibrio diferencial.
  • Distribución de tensiones tangenciales.
  • Capacidad resistente a esfuerzo cortante: área eficaz a rasante.
  • Límites del modelo de deformación plana: principio de Saint Venant.


12. Flexión simple (III)

  • Deformación local: curvatura y distorsión.
  • Rigidez de secciones y piezas, inercia de la sección.
  • Cálculo de flechas.
  • Cálculo de movimiento genéricos: giros.
  • Condiciones de rigidez en voladizos.
  • Regla de diseño: esbeltez límite.
  • Condiciones de sustentación hiperestáticas: vigas empotradas y casos simples de vigas continuas.


13. Flexión simple (IV)

  • Flexión en hormigón armado.
  • Brazo de palanca.
  • Cuantía mecánica de armaduras.
  • Resistencia a esfuerzo cortante.
  • Estimación de curvaturas.

 

14. Flexión compuesta

  • Tracción compuesta.
  • Compresión compuesta.
  • Tensión media y máxima.
  • Pandeo de barras.
  • Inestabilidad de barras perfectas comprimidas (Euler).
  • Teoría de la ampliación de las imperfecciones iniciales.
  • Barras reales. Módulo tangente.
  • Coeficiente de pandeo.
  • Resolución práctica de barras comprimidas reales.
  • Comprobación y diseño.

 

15. Análisis y diseño de estructuras complejas con criterios de equilibrio

  • Modelo de barras con nudos rígidos.
  • Orden de complejidad del problema.
  • Modelos elásticos y modelos en rotura: distintos modos de reducir sensatamente las incógnitas de fuerza y/o movimiento.
  • Métodos y modelos aproximados ligados al diseño.
  • Articulaciones virtuales, reales y rótulas plásticas.
  • Vigas continuas.
  • Pórticos simples.
  • Acción vertical y horizontal.

 

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