Thám Tử Lừng Danh Conan chap 593 | Trick And True – A Missing Spoon | Vighnaharta Ganesh

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2 moþildl= = La presente publicación recoge algunos de los ejercicios de exámenes realizados entre los cursos 2005/06 y 2006/07, correspondientes a la asignatura Estructuras Metálicas de las titulaciones de Ingeniería Técnica de Obras Públicas e Ingeniería Geológica. En ella se recogen algunos de los problemas de examen resueltos con la normativa NBE EA 95, ya derogada por el vigente Código Técnico de la Edificación desde marzo de Las soluciones planteadas no tienen por qué ser únicas, por lo que al revisarlas, debéis tener la suficiente visión de conjunto para entender que en estructuras, por lo general, no tienen por qué ser siempre 4, ya que hay muchos caminos para llegar a una solución aceptable. Espero que esta recopilación sea de provecho como material de apoyo para preparar la asignatura a todos vosotros. Así mismo, aprovecho para pediros que si encontráis alguna errata en las soluciones planteadas me lo hagáis saber para corregirlo en futuras ediciones. Alicante, a 1 de abril de 2008 Luis Bañón Blázquez Profesor Responsable de la asignatura

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4 ESTRUCTURAS METÁLICAS 3º INGENIERÍA TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS EXAMEN FINAL. CONVOCATORIA JUNIO 2006 SEGUNDA PARTE: PROBLEMA Nº 1 (40% NOTA FINAL) La siguiente figura representa el modelo de poste de sustentación de catenaria tipo XR para una nueva línea ferroviaria, compuesto por perfiles UPN empresillados en cajón, en acero A42b. Dicho poste permite el movimiento libre en su parte superior en cualquier dirección. Se pide: (a) Determinar el mínimo perfil UPN a disponer por criterios de esbeltez (b) Hallar la separación d entre caras exteriores de los perfiles UPN para que la pieza resista la solicitación prevista P* = kp (c) Determinar qué perfil de la serie HEB podría emplearse en lugar del soporte empresillado anterior. Sería más eficiente estructuralmente que el perfil compuesto? (d) Dimensionar las presillas a emplear, tomando como espesor de las mismas un valor de e = 4 mm. (e) Dimensionar en planta la placa de anclaje, indicando el número de tornillos T24 a disponer en ella, considerando un hormigón HA-20 en zapatas y una relación K = 0,5 Tiempo: 75 minutos

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10 ESTRUCTURAS METÁLICAS 3º INGENIERÍA TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS EXAMEN FINAL. CONVOCATORIA JUNIO 2006 TERCERA PARTE: PROBLEMA Nº2 (40% NOTA FINAL) El juez que instruye el caso del naufragio del Bass Britain le remite los detalles de la quilla del velero y le pide su opinión sobre porqué falló la misma. La quilla está formada por una estructura hueca de chapa de acero rigidizada, que aloja el lastre de Kg de plomo en su mitad inferior. El forro de chapa se une mediante soldadura de ángulo a otra chapa frontal que a su vez se atornilla a la estructura del fondo del casco de la embarcación. Desprecie el peso propio de la estructura de acero frente al plomo y no considere tensiones tangenciales en las comprobaciones a flexión, pero si en soldaduras y tornillos. Tiempo: 75 minutos

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19 ESTRUCTURAS METÁLICAS 3º INGENIERÍA TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS EXAMEN FINAL. CONVOCATORIA SEPTIEMBRE 2006 SEGUNDA PARTE: PROBLEMA Nº 1 (40% NOTA FINAL) Como Ingeniero Director de la obra consistente en una pasarela metálica de 40 m. luz sobre la autovía A-30, tiene la responsabilidad de asegurarse de que el dimensionamiento de su estructura es correcto. Dicha estructura está construida con vigas de chapa (Acero A-42b), tal y como se indica en las figuras adjuntas, prevista para una sobrecarga variable de valor 1,0 T/m (sin ponderar). No considere el peso propio. 40 m a= 6 mm 25 mm 1500 mm 20 mm 25 mm 500 mm Se pide que compruebe y en su caso, corrija definiendo analítica y gráficamente: (a) Las configuración general de la viga: resistencia a cargas, flechas máximas (b) Elementos constitutivos de la viga: alas y alma, puntos singulares (c) Soldadura alas-alma PS: Las vigas ya están fabricadas, por lo que lo único que puede hacer como director de obra es añadir elementos para garantizar su correcto funcionamiento estructural. Tiempo: 50 minutos

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24 ESTRUCTURAS METÁLICAS 3º INGENIERÍA TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS EXAMEN FINAL. CONVOCATORIA SEPTIEMBRE 2006 TERCERA PARTE: PROBLEMA Nº2 (40% NOTA FINAL) El mástil de antena representado en la figura está formado por un tubo de acero apoyado en la base y sujeto en coronación por tres tirantes, dispuestos equidistantes en una circunferencia de diámetro 6.0 metros. El apoyo en la base se realiza sobre un gato mediante una rótula esférica, de forma que es posible introducir una pretensión en el sistema. Cuál es la máxima carga que se puede aplicar con el gato? Cuál será la máxima altura posible del mástil si conservamos el ángulo de los cables? NOTAS: Acero A-42b y 4D. La carga del gato se considera SCU Cualquier elemento no definido se supone de resistencia suficiente Tiempo: 50 minutos

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29 ESTRUCTURAS METÁLICAS 3º INGENIERÍA TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS EXAMEN FINAL. CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA DICIEMBRE 2006 SEGUNDA PARTE: PROBLEMA Nº 1 En la estructura de la figura, donde se ha empleado acero A-42, se pide: 1. Calcular la máxima carga P 1 * que es capaz de soportar la estructura 2. Dimensionar el tubo de soporte para dicha carga P 1 * 3. El acero se cambia por A-52 y se gira 45º el soporte, manteniendo su sección. Qué carga máxima P 2 * puede resistir ahora la estructura? NOTAS: Suponer que la articulación está a nivel de eje de la viga El soporte deberá ser situado en la posición más conveniente para la estructura Considerar secciones críticas el arranque del voladizo y el centro de vano No hay limitación máxima de flecha Tiempo: 50 minutos Valor: 40% nota final

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35 ESTRUCTURAS METÁLICAS 3º INGENIERÍA TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS EXAMEN FINAL. CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA DICIEMBRE 2006 TERCERA PARTE: PROBLEMA Nº2 Se desea diseñar uno de los nudos de una celosía de acero A-42b, uniendo un cordón inferior (IPE-270) con dos diagonales a 45º formadas cada una por dos angulares L.60.6, sobre los que actúan unos esfuerzos axiles de N* 1 = 25 T. y N* 2 = -10 T. El nudo se resuelve con una cartela, materializada en un perfil en T, de espesor a determinar. N*2 N* IPE-270 Detalle cartela 3D Se pide: (a) Dimensionar y representar gráficamente las uniones necesarias en el nudo empleando tornillos TC16, A4t (b) Dimensionar y representar gráficamente las uniones necesarias en el nudo empleando cordones laterales de soldadura a=5 mm (c) Determinar el espesor e de la cartela para cada uno de los dos casos anteriores Tiempo: 60 minutos Valor: 40% nota final

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41 ÇáÅçéáì= 6302 ESTRUCTURAS METÁLICAS PARTE: 2 de 3 EJERCICIO PRÁCTICO 1 Convocatoria: Junio 2007 Fecha: Modalidad: CTE/EA Curso: Tiempo: 60 min Valor:30/80 Se permite el uso de calculadora programable y todo tipo de material bibliográfico auxiliar. Deberán justificarse suficientemente los resultados obtenidos. Usted es el Jefe de Obra de una estación subterránea de metro, construida mediante muros pantalla perimetrales. Para asegurar su estabilidad durante la fase de construcción, se opta por disponer de unos puntales metálicos, cuyo esquema estructural se adjunta en la figura. Si la separación longitudinal entre puntales es de 6 m. y se emplea acero S-275 (ó A-42b), se pide que determine: (a) El perfil HEB más adecuado para su uso como puntal (b) El perfil integrado por 2 UPN en cajón cerrado más indicado para su uso como puntal (c) De los dos anteriores, discuta cuál sería el más idóneo desde el punto de vista de la eficiencia estructural y explique en qué se basa para efectuar tal afirmación. Represéntelos en el diagrama f y λ K (ó σ λ) (d) Dimensionar los 6 pernos de anclaje de acero tipo 5.6 (ó A5t) en cada una de las placas de 400x300x10 mm. (únicamente indicar su diámetro) f = 50 kn/m.l. Puntal metálico Muro pantalla 5,00 m. 45º Losa NOTA: Acciones en la figura sin mayorar. Acción f sobre el puntal: empuje de tierras. Cotas en metros.

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50 ÇáÅçéáì= 6302 ESTRUCTURAS METÁLICAS PARTE: 3 de 3 EJERCICIO PRÁCTICO 2 Convocatoria: Junio 2007 Fecha: Modalidad: CTE/EA Curso: Tiempo: 60 min Valor:30/80 Se permite el uso de calculadora programable y todo tipo de material bibliográfico auxiliar. Deberán justificarse suficientemente los resultados obtenidos. En la estructura de la figura (IPE-400), se pide calcular la carga máxima que es capaz de soportar, considerando que: El flector es soportado por las alas y el cortante por las almas. La naturaleza de la carga es SCU. A efectos de pandeo lateral, se aplicará la longitud real, sin considerar el punto de ataque de la carga como arriostrado La flecha en el extremo del voladizo no puede superar L/300 No puede darse abolladura y el alma puede soportar la carga sin necesidad de rigidizadores Acero A-42 / S-275 Cotas de soldadura en cm.

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70 ÇáÅçéáì= 6302 ESTRUCTURAS METÁLICAS PARTE: 2 de 3 EJERCICIO PRÁCTICO 1 Convocatoria: Septiembre 2007 Fecha: Modalidad: CTE Curso: Tiempo: 60 min Valor:30/80 Se permite el uso de calculadora programable y todo tipo de material bibliográfico auxiliar. Deberán justificarse suficientemente los resultados obtenidos. En una obra en la que forma parte del equipo de Dirección Técnica, debe diseñar unos puntales provisionales metálicos para soportar una acción vertical debida al peso propio de un elemento de hormigón a ejecutar. Dispone para ello de perfiles de acero S-275 de las series HEB, IPE y tubulares (perfil hueco circular conformado en frío). Si el elemento a hormigonar es una losa maciza armada de 40 cm. de canto (γ c = 25 kn/m³), y la altura de los puntales es de 6 m., se pide que defina: (a) (b) (c) (d) La solicitación de cálculo que recibirá el puntal para una separación entre puntales de 1,5 m. en las dos direcciones ortogonales. Justificar numéricamente qué serie de perfiles se adaptará mejor a las exigencias mecánicas y de estabilidad impuestas al puntal. De dicha serie, definir el perfil concreto a emplear como puntal. En una fase posterior de ejecución, los puntales deben resistir el 40% del peso propio, más una sobrecarga de uso añadida de 3 kn/m². Si se desea clarear (retirar) puntales, qué porcentaje máximo de los mismos se podrá eliminar?

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73 ÇáÅçéáì= 6302 ESTRUCTURAS METÁLICAS PARTE: 3 de 3 EJERCICIO PRÁCTICO 2 Convocatoria: Septiembre 2007 Fecha: Modalidad: CTE Curso: Tiempo: 60 min Valor:30/80 Se permite el uso de calculadora programable y todo tipo de material bibliográfico auxiliar. Deberán justificarse suficientemente los resultados obtenidos. En la estructura de la figura, donde se ha empleado acero S-275, se pide: 1. Calcular la máxima carga P 1,Ed que es capaz de soportar la viga. 2. Si se pudiese disponer una viga sin limitación de resistencia, y manteniendo la posición del soporte, cuál sería la máxima carga P 2,Ed que podría soportar la estructura? 3. Si para la carga P 2,Ed obtenida, se modifica el tipo de acero del soporte a S-355, manteniendo su sección. Cuál es el máximo ángulo α que podemos girar el soporte si se desprecian los axiles en la viga? NOTAS: Suponer que la articulación está a nivel de eje de la viga El soporte deberá ser situado en la posición más conveniente para la estructura Considerar como secciones críticas el arranque del voladizo y el centro de vano No hay limitación máxima de flecha Considerar necesariamente que los perfiles son Clase 3

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82 6302 ESTRUCTURAS METÁLICAS PARTE: 2 de 3 EJERCICIO PRÁCTICO 1 Convocatoria: Diciembre 2007 Fecha: Modalidad: 0 Curso: Tiempo: 45 min Valor: 30/80 Se permite el uso de calculadora programable y todo tipo de material bibliográfico auxiliar. Deberán justificarse suficientemente los resultados obtenidos. ÇáÅçéáì= Calcular la máxima carga repartida variable Q (expresar el valor característico) que es capaz de soportar la estructura de la figura. Cualquier elemento no definido se supone de resistencia suficiente. Datos para el cálculo: Acero: S 275 JR Flecha máxima: f 4 5qL = 384EI

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86 ÇáÅçéáì= 6302 ESTRUCTURAS METÁLICAS PARTE: 3 de 3 EJERCICIO PRÁCTICO 2 Convocatoria: Diciembre 2007 Fecha: Modalidad: 0 Curso: Tiempo: 75 min Valor: 30/80 Se permite el uso de calculadora programable y todo tipo de material bibliográfico auxiliar. Deberán justificarse suficientemente los resultados obtenidos. La celosía de un pabellón polideportivo presenta el esquema geométrico y de cargas de la figura adjunta. El cordón superior está arriostrado lateralmente en su punto medio, donde se aplica la sobrecarga P. Si se desea emplear una estructura tubular para su diseño, formada por perfiles de sección circular, se pide: (a) Dimensionar los cordones superior e inferior, empleando el mismo perfil para ambos (b) Dimensionar los montantes (c) Dimensionar las diagonales (d) Representar gráficamente un esquema de la estructura con los perfiles asignados P = 100 kn 3 m 4 m Datos: Acero S 275 JR No verificar E.L. de Deformaciones Valores característicos de las cargas

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