problemas

ESTRUCTURAS METÁLICAS

COLECCIÓN DE PROBLEMAS
El presente documento ha sido diseñado por el Equipo Docente de las disciplinas
Equipo
relacionadas con las Estr
cionadas
Estructuras de Acero del Departament d’Enginyeria de la
Enginyeria
Construcció de la Escola de Camins (Universitat Politèncica de Catalunya) con la
finalidad de recoger los problemas de las asignaturas de Estructures d’d’Acer y
Construcció Metàl·lica del Grau d’Enginyeria Civil y Grau de la Construcció,
respectivamente.
Los problemas han sido ordenados cronológicamente con el fin de seguir el programa
de las asignaturas y facilitar así al estudiante la comprensión y el afianzamiento del
conocimiento en dicha materia.

ESTRUCTURAS METÁLICAS

Problema 1
Tensión de comparación Von Mises

La conducciónde agua a una ciudad se realiza mediante una tubería de chapa de
acero de 1,25 m de diámetro interior y 15 mm de espesor, apoyada en cunas de
hormigón cada 22 m. La presión interior de agua es de 1,6 N/mm2.
Se desea conocer la tensión de comparación según Von Mises en los puntos más
altos, más bajos y medios en las secciones de apoyos.

t=15mm

SOLUCIÓN:

Punto más alto:
Punto medio:Punto más bajo:

σco1=57,8 N/mm2
σco2=67,52 N/mm2
σco3=90,35 N/mm2

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Problema 2
Combinación de acciones

Se desea dimensionar un edificio de acero constituido por pórticos paralelos. Para ello
se dimensiona un pórtico representativo. La distancia entre ejes de pilares es de 7,00
m y en la dirección perpendicular al plano del pórtico, la separación entre éstos esde
10 metros. La altura del piso es de 3,5 metros. En la figura 1 se muestra un esquema
general del pórtico.
Los pilares se proyectan con perfiles de la serie HEB, adoptándose HEB 260. La viga
del dintel se proyecta con un perfil IPE 500. El acero utilizado es S235.
IPE 500

HEB 260

HEB 260

3,5 m

7,0 m

Figura 1. Geometría del pórtico en estudio
En la tabla 1 se presentan losvalores característicos de las cargas permanentes y las
sobrecargas consideradas en el análisis de la estructura.
Tabla 1. Valores característicos de las acciones
Peso propio y acciones
permanentes (kN/m)
Planta tipo

30

Sobrecarga de
uso variable
(kN/m)
25

Viento
(kN)
20

La carga permanente G, que incluye el peso propio, es una carga uniforme. La
sobrecarga de uso Q puedeextenderse en cualquier zona del dintel. La acción del
viento W viene representada por una fuerza horizontal actuando en el hombro del
pórtico.

En la figura 2 se presenta un esquema de las cargas consideradas.

25 kN/m

30 kN/m

Carga permanente (G)

Sobrecarga (Q)

20 kN

Viento (W)
Figura 2. Casos de carga considerados
Se pide: determinar las combinaciones de acciones en ELU quedeberían considerarse
en la verificación del pórtico.

SOLUCIÓN:
Nombre
combinación
ELU1
ELU2
ELU3
ELU4
ELU5
ELU6
ELU7
ELU8

Carga permanente
G
1,00x1,35
1,00x1,35
1,00x1,00
1,00x1,00
1,00x1,35
1,00x1,00
1,00x1,35
1,00x1,00

Sobrecarga
Q
1,00x1,50
0,70x1,50
1,00x1,50
0,70x1,50
1,00x1,50
1,00x1,50
0,00
0,00

Viento
W
0,60x1,50
1,00x1,50
0,60x1,50
1,00x1,500,00
0,00
1,00x1,50
1,00x1,50

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Problema 3
Dimensionamiento de jácena. Dos vanos de luces distintas. ELS
Una de las jácenas principales de un edificio de viviendas atiende al siguiente
esquema estructural de viga continua.

10 m

5m

Los valores característicos de las acciones a las que se ve sometida dicha viga son:
Carga permanente, incluyendo pesopropio=10 kN/ml.
Sobrecarga de uso variable=12, kN/ml.
obrecarga
variable=12,5
SE PIDE:
Dimensionar la jácena con un único perfil de la serie IPE en acero S235, atendiendo a
único
criterios de deformabilidad (flecha total admisible l/300).
SOLUCIÓN:

IPE 450

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Problema 4
Dimensionamiento de jácena. Tre vanos de luces iguales. ELS
Tres
Una de las jácenas...