UNIVERSIDAD DEL NORTE – DIRECCIÓN DE ESPECIALIZACIONESDIRECCIÓN DE ESPECIALIZACIONES ESPECIALIZACION EN ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS I. IDENTIFICACION DIVISION ACADÉMICA Ingenierías DEPARTAMENTO Ingeniería Civil y Ambiental PROGRAMA ACADÉMICO Especialización en Análisis y Diseño de Estructuras NOMBRE DEL CURSO Estructuras Metálicas NUMERO DE CRÉDITOS 4 TIPO DE CRÉDITO Obligatorio NÚMERO DE SEMANAS 4 NIVEL DEL CURSO Postgrado NOMBRE DEL PROFESOR Wilson Reyes Álvarez UBICACIÓN DEL PROFESOR Catedrático II. DESCRIPCIÓN GENERAL La especialización brinda a los estudiantes la asignatura Estructuras Metálicas, por medio de la cual podemos aplicar todos los conceptos básicos del análisis y diseño estructural, así como las propiedades del acero estructural en la solución de las necesidades de la industria, puertos, aeropuertos, centros comerciales, edificios y la comunidad en general. III. OBJETIVOS GENERAL: Desarrollar todos los aspectos relacionados con el diseño de estructuras en acero bajo cargas de tensión, compresión, flexión, cortante, flexo-compresión y conexiones. ESPECÍFICOS: 1. Conocer todos los aspectos generales del acero como material de construcción. 2. Ser capaz de idealizar una estructura y evaluar las cargas actuantes en ella. 3. Determinar y aplicar todos conceptos relacionado con el diseño estructural en acero. 4. Analizar y diseñar miembros a tracción. 5. Analizar y diseñar miembros sometidos a compresión y flexo-compresión. 6. Explicar y aplicar los principios del diseño a flexión. 7. Analizar y calcular conexiones básicas entre los diferentes elementos de una estructura. 8. Analizar y diseñar estructuras por medio de herramientas computacionales especializadas en el manejo de estructuras de acero (Software). IV. JUSTIFICACIÓN UNIVERSIDAD DEL NORTE – DIRECCIÓN DE ESPECIALIZACIONES El diseño de estructuras en acero es importante dentro de la especialización debido a las grandes ventajas que nos ofrece el acero estructural como material de construcción en puentes, edificios, muelles, silos, sistemas de cubierta, etc. El profesional enfocado hacia el diseño estructural debe conocer las bases para el diseño en acero. V. CONTENIDO TEMÁTICO Duración No. Tópico Horas 1 Seguridad Estructural y Criterios de Diseño 6 1.1 Conceptos fundamentales 1.2 Confiabilidad estructural 1.3 Criterios de diseño 1.4 Tipos de Apoyos 1.5 Estados limites 1.6 Método de la resistencia última 1.7 Evaluación de Cargas 2 Diseño a Tracción 8 2.1 Introducción 2.2 Suposiciones de diseño 2.3 Deducción de las fórmulas utilizadas 2.4 Área neta y área neta efectiva 2.5 Efecto de agujeros alternados 2.6 Bloque de cortante 2.7 Relación de esbeltez 2.8 Requisitos de diseño 3 Diseño a Compresión Pura 8 3.1 Esfuerzos residuales 3.2 Perfiles utilizados como columna 3.3 Desarrollo de las fórmulas para columna (ecuación de Euler) 3.4 Longitud efectiva 3.5 Elementos atiesados y no atiesados 3.6 Columnas largas, cortas e intermedias 3.7 Fórmula para columnas 3.8 Relación de esbeltez 3.9 Diseño de elementos en celosía y placa de unión 3.10 Placas bases para columnas 4 Diseño a Flexión 8 UNIVERSIDAD DEL NORTE – DIRECCIÓN DE ESPECIALIZACIONES 4.1 Estudio de flexión en vigas 4.2 Suposiciones de diseño 4.3 Deducciones de fórmulas empleadas 4.4 Tipos de vigas 4.5 Diseño elástico y plástico 4.6 Articulaciones plásticas 4.7 Diseño de vigas en la zona 1, zona 2 y zona 3. 4.8 Secciones compacta y no compacta 4.9 Fuerza y esfuerzo cortante 4.10 Deflexiones 4.11 Almas y patines con cargas concentradas 4.12 Placa de asientos para vigas 4.13 Centro de cortante 5 Diseño a Flexo-Compresión 8 5.1 Flexión y tensión axial 5.2 Momentos de primer y segundo orden 5.3 Factores de amplificación 5.4 Factores de reducción 5.5 Diseño de vigas – columnas 6 Diseño de Conexiones 6 6.1 CONEXIONES ATORNILLADAS 6.1.1 Tipos de tornillos 6.1.2 Ventajas de los tornillos 6.1.3 Método para tensar tornillos de alta resistencia 6.1.4 Conexiones tipo fricción 6.1.5 Conexiones tipo aplastamiento 6.1.6 Tipos de juntas 6.1.7 Separación y distancias a bordes de tornillos 6.2 CONEXIONES SOLDADAS 6.2.1 Tipos de soldadura 6.2.2 Ventajas de la soldadura 6.2.3 Inspección de las soldaduras 6.2.4 Clasificación de la soldadura 6.2.5 Símbolos para la soldadura 6.2.6 Soldadura de ranura UNIVERSIDAD DEL NORTE – DIRECCIÓN DE ESPECIALIZACIONES 6.2.7 Soldadura de filete 6.2.8 Resistencia de la soldadura 6.2.9 Diseño de la soldadura de filete 6.2.10 Conexiones en edificios 7 Usos y Aplicaciones de Software 4 7.1 Programa ARQUIMET 2.0 7.2 Programa ETABS TOTAL HORAS 48 VI. METODOLOGÍA. Clases magistrales. Talleres. Proyecto y trabajos escritos propuestos por el profesor. Trabajos en grupo. Atención al estudiante en horas de consulta predeterminada. Manejo de software de diseño de estructuras metálicas (ETABS y ARQUIMET 2.0) VII. EVALUACIÓN Tipo de Evaluación Peso Parcial 25% Talleres y trabajos individuales 25% Talleres y trabajos en grupo 25% Proyecto 25% Total 100 % VIII. BIBLIOGRAFIA - Reyes, Wilson. Notas de clase. - Valencia, Gabriel. Diseño Básico de Estructuras de Acero de acuerdo con NSR-10. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. 1era Edición, 2010. - McCormack, Jack C. and Csernak, Stephen F. Structural Steel Design. Prentice Hall. 5th Edition, 2012. - Salmon, Charles G. Johnson, John E. and Malhas, Faris A. Steel Structures: Desing and Behavior. Prentice Hall. 5a Ed. 2008. - Williams, Alan. Steel Structures Design: ASD/LRFD. McGraw Hill. Ed. 2011 - Yu, Wei-Wen and LaBoube, Roger. Cold-Formed Steel Design. John Wiley & Sons LTD. 4th Edition. 2010. - Segui, William T. Steel Design. Cl Engineering. 4a Ed. 2006. - Li, Gou-Quang. And Li, Jin-Jin, Advanced Analysis and Desing of Steel Frames. John Wiley & Sons LTD. 2007. - Vinnakota, Ramulu. Steel Structures: Behavior and LRFD. McGraw-Hill Civil Engineering. 2005. UNIVERSIDAD DEL NORTE – DIRECCIÓN DE ESPECIALIZACIONES - Gaylord, Edwin H. Gaylord, Charles N. and Stuel Meyer, James E. Desing of Steel Structures. Mc Graw Hill. 3er Ed. 1992. - Reglamento Colombiano de Construcciones Sismo Resistente (NSR-10)-Titulo F. 3R, Editores. 2010. - American Institute of Steel Construction. Manual of Steel Construction, Load and Resistance Factor Design.13 Edition. 2010. - American Iron and Steel Institute. North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members. 2007 Edition. - Diaco. Manual de Diseño de Estructuras de Acero. 1996. - Rokach, Abraham. Diseño de Estructuras de Acero. Mc Graw Hill. 1992. - Valencia, Gabriel C. Estructura de aceros. Editorial Escuela Colombiana de Ingenierías. 1997 - Maldonado R., Esperanza. Diseño de Estructuras Metálicas. Universidad Industrial de Santander. 1994. - Tamboli, Akbar R. Steel Design Handbook LRFD Method, McGraw Hill. 1997. - Brockenbrough, R.L and Merrit, F.F. Structural Steel Designer’s Handbook. 3ª Edición, Editorial Mc. GrawHill, 1999. - American Society of Civil Engineers (ASCE). Journal of the Structural Division. Publicación Periódica. - Collins, A. Y Putkey J.J., “Welded Moment Frame Connections with minimal Residual stress steel tips, structural stell educations council. 1999. - Segui, William T. Diseño de Estructuras de Acero con LRFD. International Thomson Editores, 2ª edición. 2000. - Garcia, Jaime Marco. Curso Básico de Cálculo y Diseño de Estructuras Metálicas en Ordenador. Mc Graw Hill. 2000. - Brockenbrough, Roger L. y Merrit, Frederick. Manual de Diseño de Estructuras de Acero. Mc Graw Hill. 2ª edición. 1997. IX. SITIOS WEB www.aisc.org www.steel.org www.sdi.org www.steelframingalliance.com www.asce.org www.aws.org www.csiberkeley.com www.asosismica.org.co