Crèdit 3: càlcul d'estructures.

a) Durada: 90 hores.

b) Objectius terminals.

Relacionar els diferents tipus d'estructura amb les tipologies d'edifici, els materials estructurals i les característiques d'organització interior.

Interpretar la normativa d'aplicació i els aspectes que regula en funció del projecte, dels materials estructurals i les solucions adoptades.

Determinar l'estat de càrregues que actua sobre una estructura a partir del pes propi dels materials, de les sobrecàrregues i d'altres accions que hi puguin actuar, majorats amb els coeficients de seguretat corresponents.

Determinar les hipòtesis de combinació de càrregues més desfavorables que cal considerar en el càlcul d'esforços d'una estructura en funció de la normativa corresponent.

Determinar gràficament els esforços de les barres d'una estructura triangulada a partir de les forces que hi actuen.

Determinar els esforços d'una barra isostàtica a partir de l'estat de càrregues i de les equacions d'equilibri de l'estàtica.

Representar gràficament els diagrames d'esforços d'una barra isostàtica a partir de les dades de càlcul.

Determinar la secció de la barra o el perfil laminat més adequat en funció del material estructural, les seves característiques, els esforços a què està sotmesa, els coeficients de seguretat i la normativa d'aplicació.

Predimensionar els diferents elements d'una estructura senzilla en funció de la normativa, les recomanacions constructives i els criteris estructurals establerts.

Preparar el càlcul d'una estructura senzilla a partir del predimensionat i llum de les barres, la numeració de barres i nusos, i dels criteris establerts en el programa informàtic o mètode de càlcul previst.

Determinar els esforços, les tensions i les deformacions d'una estructura hiperestàtica senzilla a partir de l'estat de càrregues i les hipòtesi establertes, segons el mètode de càlcul o programa informàtic previst.

Representar els diagrames de moments flectors, tallants i axials d'una estructura a partir de les dades obtingudes en el càlcul.

Comprovar que les tensions i deformacions de les diferents barres i nusos d'una estructura obtingudes en el càlcul s'ajusten a les característiques dels materials i a les limitacions imposades per la normativa.

Determinar les seccions resistents de cada barra, segons el material estructural adoptat, el nombre i disposició de les armadures dels diferents elements i nusos d'una estructura de formigó, a partir dels àbacs i taules corresponents, en funció dels valors obtinguts en el càlcul, els diagrames i les limitacions imposades per la normativa.

Determinar les accions que actuen sobre els fonaments d'una construcció a partir de la seva tipologia, l'estat de càrregues, els esforços obtinguts en el càlcul de la seva estructura i les característiques del sòl.

Determinar els esforços i les tensions dels diferents elements resistents dels fonaments d'una construcció a partir de la seva tipologia, les accions que hi actuen i la normativa d'aplicació.

Dimensionar els diferents elements resistents dels fonaments d'una construcció en funció dels esforços i les tensions obtingudes en el càlcul, i de les limitacions imposades per la normativa.

Determinar les accions que actuen sobre un mur de contenció a partir de la seva forma i tipologia, l'estat de càrregues, els esforços que hi actuen i les característiques del sòl.

Dimensionar un mur de contenció en funció dels esforços i tensions obtingudes en el càlcul i de les limitacions imposades per la normativa.

Determinar la documentació necessària per a la definició en el projecte de l'estructura, els fonaments i murs de contenció a partir del càlcul corresponent i de la normativa.

c) Continguts de fets, conceptes i sistemes conceptuals.

1. Criteris estructurals:

Concepte general d'estructura.

Tipus d'estructures segons els elements i els materials que la formen: murs de càrrega, barres, perfils laminars, espacials i compostes.

Documents d'un projecte relatius a l'estructura.

2. Normativa sobre estructures:

Normes relatives a les estructures.

Conceptes regulats.

Recomanacions constructives.

3. Grafostàtica:

Concepte.

Composició, descomposició i equilibri de forces.

Estructures triangulades.

Càlcul gràfic d'encavallades.

Moment estàtic.

Centre de gravetat.

Moment d'inèrcia.

4. Resistència de materials:

Conceptes de resistència i rigidesa.

Càrrega. Tipus. Força interna o sol·licitació.

Tipus d'esforços: tracció, compressió, flexió, tallant, torsió, pandeig i esforços compostos.

Tensió. Llei de Hooke. Diagrama d'esforç/deformació. Tensió de treball. Coeficients de seguretat.

Equacions d'equilibri de l'estàtica.

5. Efectes de les càrregues sobre les barres estructurals:

Tipus d'estructures segons les característiques mecàniques: isostàtiques i hiperestàtiques.

Tipus de suports.

Tipus de carregues i formes d'aplicació.

Reaccions segons el tipus de suport.

Tipus d'esforços.

Conveni de signes.

Diagrames de moments flectors, tallants i axials.

Deformada de la biga.

Fatigues de flexió i tallants.

Moment d'inèrcia. Mòdul resistent.

Criteris de dimensionat segons el material. Deformacions.

6. Càlcul d'estructures:

Accions a l'edificació i estat de càrregues.

Criteris de predimensionat.

Conceptes de rigidesa, deformació, gir i desplaçament.

Hipòtesis de càlcul.

Mètodes de càlcul.

Aplicacions informàtiques al càlcul d'estructures.

Diagrames de moments flectors, tallants i axials.

Deformada de l'estructura.

Esforços de les barres.

Criteris de dimensionat.

7. Elements estructurals segons el tipus de material:

Disposicions dels diferents elements i nusos d'una estructura segons el material.

Tipus de seccions segons el material.

Disposicions i tipus d'armadures segons la normativa.

Criteris de representació.

8. Sostres:

Funcions i tipus.

Criteris de predimensionat, càlcul i armat.

Disposició de les armadures.

Solucions i criteris de representació.

9. Sostres sense bigues:

Funcions i tipus.

Criteris de predimensionat, càlcul i armat.

Disposició de les armadures.

Solucions i criteris de representació.

10. Murs:

Funcions i tipus.

Accions sobre els murs.

Criteris de predimensionat.

Solucions i criteris de representació.

11. Fonaments:

El sòl. Tipus, característiques, composició i resistència.

Accions sobre els fonaments.

Criteris de predimensionat i de càlcul.

Solucions i criteris de representació.

d) Continguts de procediments.

1. Anàlisi de les normes i de les recomanacions estructurals:

Identificació de la normativa aplicable d'àmbit estatal i autonòmic.

Identificació dels aspectes del projecte, dels materials i dels elements estructurals regulats per la normativa.

Interpretació de documentació tècnica i comercial especialitzada.

Interpretació de les recomanacions constructives aplicades a les solucions estructurals.

Identificació dels criteris d'aplicació de les recomanacions constructives en el disseny i representació de les solucions estructurals.

2. Càlcul grafostàtic:

Determinació de l'equilibri de forces.

Composició i descomposició de forces.

Càlcul gràfic de les estructures triangulades i encavallades.

Càlcul del moment estàtic, centre de gravetat i moment d'inèrcia de seccions.

3. Càlcul de barres estructurals:

Determinació del comportament de barres sotmeses a estat de càrregues simples de tracció i compressió.

Càlcul de deformacions de barres sotmeses a càrregues simples de tracció i compressió.

Representació esquemàtica de la barra amb càrregues i suports segons la simbologia establerta.

Càlcul de reaccions.

Càlcul d'esforços.

Representació dels diagrames de moments flectors, tallants i axials.

Representació de la deformada.

Dimensionat de barres segons el material.

Comprovació de tensions i deformacions.

4. Càlcul d'estructures:

Determinació de l'estat de càrregues.

Determinació de les hipòtesis de càlcul.

Predimensionat dels elements estructurals.

Numeració de nusos i barres.

Aplicació del mètode de Cross.

Aplicació de programes informàtics de càlcul d'estructures.

Representació dels diagrames de moments flectors, tallants i axials.

Representació de la deformada.

Armat de peces segons el material.

Disposició de les armadures en seccions de formigó.

Disseny de solucions d'elements estructurals i de nusos.

Representació de solucions i detalls d'elements estructurals i nusos.

5. Càlcul de fonaments:

Identificació del tipus de fonament.

Determinació de les accions.

Càlcul de sabates, lloses i pilons.

Dimensionat dels components.

Comprovació de resultats.

Representació de solucions i detalls constructius.

6. Càlcul de murs:

Identificació del tipus de mur.

Determinació de les accions.

Càlcul.

Dimensionat.

Comprovació de resultats.

Representació de solucions i detalls constructius.

e) Continguts d'actituds.

1. Execució sistemàtica del procés de resolució de problemes:

Presa de decisions davant les hipòtesis de càrrega que cal considerar i les seves combinacions en el càlcul de l'estructura.

Presa de decisions que impliquin trobar solucions als problemes plantejats en la determinació de l'estat de càrregues i el càlcul d'esforços.

Presa de decisions que donin solució als problemes plantejats quan les tensions a les seccions dels materials, obtingudes en el càlcul, són superiors a les admissibles.

Justificació de les decisions preses en funció de criteris tècnics, econòmics i normatius.

2. Execució sistemàtica de la comprovació dels resultats:

Correcció automàtica dels possibles errors que s'hagin pogut produir en el càlcul d'esforços i en la determinació de tensions.

3. Ordre i mètode de treball:

Seqüència de les diferents operacions de càlcul.

Ordre i precisió en cadascuna de les operacions de càlcul de l'estructura que realitzi.

4. Compromís amb les obligacions associades al treball:

Compliment de la normativa que regula el càlcul d'estructures, la resistència dels materials i el dimensionat dels elements resistents.

5. Execució independent del treball:

Rigorositat en les operacions per determinar tant l'estat de càrregues de l'estructura com d'altres de preparació del càlcul.

Rigorositat i autosuficiència en la representació dels diagrames d'esforços.

6. Mentalitat emprenedora en les tasques i accions:

Motivació per la recerca i aplicació de les noves tecnologies en el disseny i càlcul d'estructures.