Principios Básicos de Estructuras Metálicas

Argumento de Principios Básicos de Estructuras Metálicas

La obra constituye un manual básico para el conocimiento teórico de las estructuras metálicas, su cálculo y dimensionamiento.

La mayor novedad de esta publicación es la adaptación a la nueva Instrucción de Acero Estructural (EAE), aprobada por Real Decreto 751 de 27 de mayo de 2011, que constituye la norma de obligado cumplimiento para todas las estructuras y elementos de acero estructural, tanto de edificación como de ingeniería civil. Su campo de aplicación son las estructuras y elementos de acero estructural, tanto de edificios como de obras de ingeniería civil.

Con la experiencia adquirida tras más de diez años de docencia en esta asignatura, hemos pretendido que el alumno consiga los conocimientos necesarios para poder diseñar y calcular estructuras de Obra Civil y de Edificación construidas en acero, y que este libro sea una guía didáctica básica a la vez que una herramienta útil.0Capítulo 1 El Acero ..................................................................................... 1 1.1. Introducción ............................................................................................ 1 1.2. Tipos y calidades de aceros ....................................................................... 2 1.2.1. Aceros españoles no aleados .......................................................... 2 1.2.2. Aceros europeos no aleados ........................................................... 5 1.2.3. Otros tipos de aceros ...................................................................... 9 1.3. Productos de aceros ................................................................................... 18 1.3.1. Productos laminados en caliente .................................................... 18 1.3.2. Perfiles extranjeros ......................................................................... 22 1.3.3. Perfiles conformados en frío .......................................................... 22 1.3.4. Otros productos utilizados en construcción metálica ..................... 23 1.4. Características mecánicas del acero .......................................................... 24 1.4.1. Introducción .................................................................................... 24 1.4.2. Diagrama tensión-deformación ...................................................... 25 1.4.3. Diagramas s-e simplificados ......................................................... 28 1.4.4. Proceso de carga y descarga ........................................................... 29 1.5. Normativas ................................................................................................ 29 1.5.1. Normativa Española (NBE-EA95). Criterios de comparación ....... 31 1.5.2. Normativa Europea (Eurocódigo-3) ............................................... 37 1.5.3. Actual Normativa Española ............................................................ 40 Capítulo 2 Estudio de piezas de flexión ........................................................ 41 2.1. Generalidades ............................................................................................ 41 2.2. Tensiones normales en régimen elástico ................................................... 43 2.2.1. Ley de Navier-Bernouilli ................................................................ 43 2.2.2. Fibra neutra ..................................................................................... 48 2.2.3. Curvatura ........................................................................................ 51 2.3. Tensiones tangenciales en régimen elástico .............................................. 51 2.3.1. Teorema de Colignon ..................................................................... 51 2.3.2. Centro de esfuerzos cortantes ......................................................... 56 2.4. Análisis elasto-plástico .............................................................................. 67 2.4.1. Limitaciones del cálculo elástico .................................................... 67 2.4.2. Análisis elasto-plástico en flexión pura .......................................... 68 2.4.3. Análisis rígido-plástico en flexión pura ......................................... 71 2.4.4. Interacción axil-flector en agotamiento .......................................... 72 2.4.5. Interacción cortante-flector en agotamiento ................................... 74 2.5. Comprobación a flexión según el NBE-EA95 .......................................... 77 2.5.1. Estado límite de servicio (ELS) ...................................................... 78 2.5.2. Estado límite último (ELU) ............................................................ 79 Capítulo 3 Abolladura .................................................................................... 87 3.1. Generalidades ........................................................................................... 87 3.1.1. Concepto de abolladura .................................................................. 87 3.1.2. Fase precrítica y postcrítica ............................................................ 88 3.2. Abolladura por tensiones normales ........................................................... 89 3.2.1. Abolladura postcrítica en régimen elástico: Teoría clásica ............ 89 3.2.2. Abolladura postcrítica: teoría del ancho eficaz .............................. 99 3.3. Abolladura por tensiones tangenciales ...................................................... 102 3.3.1. Concepto de abolladura por tensiones tangenciales ....................... 102 3.3.2. Abolladura precrítica (Teoría Clásica) ........................................... 102 3.3.3. Abolladura postcrítica: Teoría del campo diagonal de tracciones (Teoría de Cardiff) .......................................................................... 104 3.4. La abolladura por cortante en el Eurocódigo-3 (EC-3) y la Instrucción de Acero Estructural (EAE) ......................................................................................... 106 3.4.1. Método del campo diagonal de tracciones (EC-3 Art. 5.6.4.) ........ 108 3.4.2. Método postcrítico simple (EC-3 Art. 5.6.3) .................................. 110 3.4.3. Rigidizadores transversales (EC-3 Art. 5.6.5) ................................ 111 3.4.4. Resistencia a la abolladura por cortante (EAE Art. 35.5.2) ........... 113 3.4.5. Rigidizadores transversales (EAE Art. 35.9) ................................. 115 Capítulo 4 Flexión en el Eurocódigo-3 y la Instrucción EAE ..................... 117 4.1. Clases de sección transversal ................................................................... 117 4.1.1. Definición de las clases de secciones transversales .................... 118 4.1.2. Criterios para la asignación de la clase ........................................... 120 4.1.3. Asignación de clase según EC-3 .................................................... 121 4.1.4. Asignación de clase según EAE ..................................................... 127 4.2. Momento resistente de una sección ........................................................... 130 4.2.1. Secciones Clase 1, 2, 3 ................................................................... 130 4.2.2. Secciones Clase 4 ........................................................................... 130 4.3. Estado límite de servicio (E.L.S.) .............................................................. 137 4.3.1. Estado límite de servicio en EC-3 .................................................. 137 4.3.2. Estado límite de servicio en EAE ................................................... 139 4.4. Estado límite último (E.L.U.) .................................................................... 139 4.4.1. Cálculo de esfuerzos solicitantes .................................................... 139 4.4.2. Comprobación resistente ................................................................ 140 4.4.3. Interacción M-V sin abolladura por cortante, según EC-3 ............. 141 4.4.4. Interacción M-V con abolladura por cortante, según EC-3 ............ 143 4.4.5. Interacción M-V según la Instrucción EAE ................................... 146 Capítulo 5 Piezas en compresión ................................................................... 147 5.1. Teoría general del pandeo ........................................................................ 147 5.2. El pandeo de la pieza simple ..................................................................... 151 5.2.1. Según la NBE-EA95 ...................................................................... 151 5.2.2. Según el EC-3 y la EAE ................................................................. 155 5.3. El pandeo de la pieza compuesta ............................................................... 164 5.3.1. Pandeo según NBE-EA95 .............................................................. 167 5.3.2. Pandeo de la pieza compuesta según el EC-3 ................................ 169 5.3.3. Pandeo de la pieza compuesta según la EAE ................................. 175 Capítulo 6 Uniones soldadas .......................................................................... 177 6.1. Introducción y generalidades .................................................................... 177 6.1.1. Métodos de corte ............................................................................ 178 6.1.2. La soldadura por arco de eléctrico .................................................. 178 6.1.3. Procedimientos de soldeo por arco eléctrico ................................. 180 6.1.4. Inspección y calidad de las soldaduras ........................................... 181 6.2. Tipos de uniones soldadas ......................................................................... 181 6.3. Soldadura mediante cordones en ángulo ................................................... 182 6.3.1. Definiciones .................................................................................... 182 6.3.2. Resistencia de la soldadura según el Eurocódigo-3 y la Instrucción de Acero Estructural ...................................................................................... 183 6.3.3. Disposiciones constructivas ........................................................... 183 Bibliografía ............................................................................................ 189 Anexo. Tablas de perfiles