ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS DE MADRID

ASIGNATURA: ESTRUCTURAS METÁLICAS ESPECIALES 6º CURSO EXAMEN FINAL EXTRAORDINARIO DICIEMBRE 2010

EJERCICIO TEÓRICO-PRÁCTICO (Tiempo 60 minutos)

1.- Responder a las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) Diferencia en las prestaciones mecánicas entre los siguientes materiales metálicos: fundición- hierro forjado-acero.

b) Asociar, a cada uno de los tres materiales citados, los tres puentes metálicos siguientes: puente arco de S. Louis - puentes arco de Gabarit y María Pía (Eiffel) – puente de Coakbrookdale.

c) ¿Cuáles son las posibles ventajas de los arcos mixtos frente a los arcos de hormigón? ¿y frente a los arcos estrictamente metálicos?.

2.- En la viga mixta biempotrada de la figura, y SIN considerar la posible fisuración del hormigón de la losa superior, obtener el estado de tensiones a t∞ debido exclusivamente a los efectos de la retracción.

(3 puntos)

Características de los materiales: Hormigón: HA 25 E’c= 32000 N/mm2

ϕ∞= 2,8 ε’cs∞= 34x10-5 ψ∞= 0,75 Acero estructural: S275 A= 270 cm2 I= 171041 cm4

3.- En el dintel continuo de la figura se consideran dos tipologías: (2 puntos)

• dintel de hormigón pretensado

• dintel mixto con losa armada sobre apoyos

Obtener, justificándolo, la diferencia entre ambas tipologías en relación a:

a) ley de Mf para una carga permanente qcp, menor que la que produce la fisuración del hormigón de la sección del apoyo intermedio, a T0 y a T∞.

b) Idem para valores qcp que fisuran dicha sección de apoyo, a T0 y a T∞.

4.- En un pórtico rectangular simétrico y biarticulado el dintel superior horizontal es de sección mixta hormigón-acero y los fustes verticales son de hormigón armado. Indicar con claridad y precisión el proceso para obtener la ley de momentos flectores a tiempo infinito debida a una carga permanente uniformemente repartida a lo largo de todo el dintel. (3 puntos)

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS DE MADRID

ASIGNATURA: ESTRUCTURAS METÁLICAS ESPECIALES 6º CURSO EXAMEN FINAL EXTRAORDINARIO DICIEMBRE 2010

EJERCICIO PRÁCTICO (Tiempo 2 horas)

El forjado de cubierta de un aparcamiento público, situado bajo una plaza de uso peatonal, es una estructura mixta isostática de 8,0 m de luz, constituida por unas viguetas metálicas HEB 400 (en acero S275) sobre las que se dispone una losa superior de hormigón armado HA25 de 20 cm de espesor. El intereje entre HEB del forjado es de 240 cm.

El forjado se proyecta con hormigonado apeado de la losa de hormigón y debe resistir, además, unas cargas muertas (solado de la plaza) de 1,0 kN/m2 y unas sobrecargas de uso de 4,0 kN/m2.

Justo cuando se procede a desapear las vigas mixtas se decide un cambio de uso de la plaza, previéndose un relleno de tierras (densidad 1,8 t/m3) de altura ht (m) sobre el forjado mixto, sobre el que ya no actuarán las cargas muertas y las sobrecargas antes citadas.

Para ello se procede a soldar, bajo al ala inferior del HEB400, una chapa ≠ 400x20 en acero S355.

Se pide:

1) Coeficiente de seguridad disponible en ELU frente a la totalidad de las acciones características actuantes (qpp + qcm + qsc), de la sección inicialmente proyectada (1,5 puntos)

2) Valor de la altura total de tierras, ht (m), que es posible disponer sobre el forjado mixto ya reforzado, si se desea garantizar un coeficiente de seguridad mínimo de 1,50 en ELU, frente a la totalidad de las acciones características actuando sobre dicho forjado reforzado (qpp + qtierras).

(1,5 puntos)

3) Obtener el estado de tensiones en el forjado mixto reforzado en las siguientes situaciones:

a) al desapear la viga mixta sin reforzar (0,5 puntos)

b) al aplicar las tierras sobre la viga mixta ya reforzada (a To) (0,5 puntos)

c) bajo la totalidad de las cargas (peso propio + tierras) (a T∞) (3 puntos)

d) idem considerando los efectos de la retracción (1 punto)

4) Suponiendo que la conexión se ha dimensionado estrictamente para la hipótesis inicial de proyecto con la viga no reforzada. ¿Resultaría admisible dicha conexión para la nueva situación con las cargas de tierras y la viga mixta reforzada?

Justificar la respuesta (2 puntos)

5) En caso negativo, ¿qué podría hacerse si no es posible incrementar el número de conectadores? (2 puntos)

Datos de los materiales:

E’c = 30000 N/mm2 ϕ∞ = 1,8 ε’cs∞ = 18x10-5

j1∞ = 1,10 j2∞ = 0,80