Nombre: CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
Código: 522102010
Carácter: Obligatoria
ECTS: 4.5
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
[CB2 ]. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
[CG01 ]. Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.
[C04 ]. Capacidad para analizar y comprender cómo las características de las estructuras influyen en su comportamiento. Capacidad para aplicar los conocimientos sobre el funcionamiento resistente de las estructuras para dimensionarlas siguiendo las normativas existentes y utilizando métodos de cálculo analíticos y numéricos.
[CT14 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos NIVEL 2
1. Definir los conceptos básicos de la teoría de estructuras.
2. Aplicar correctamente cargas a las estructuras de Ingeniería Civil.
3. Aplicar métodos matriciales para calcular las estructuras de nudos articulados y rígidos.
4. Analizar de forma crítica los resultados del cálculo de estructuras sencillas.
5. Procesar adecuadamente la información disponible y elaborar un plan coherente para resolver la situación planteada.
Acciones en estructuras de la Ingeniería Civil. Modelización y cálculo de estructuras discretas mediante métodos clásicos: estructuras de nudos articulados, estructuras de nudos rígidos. Análisis matricial de estructuras.
Unidad didáctica I: INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE ESTRUCTURAS
Tema 1.- ESTRUCTURAS EN INGENIERÍA: Introducción. El proceso de diseño de estructuras. El diseño de estructuras. Estructuras prácticas e ideales.
Tema 2.- CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TEORÍA DE ESTRUCTURAS: Introducción. Tipos de problemas. Relaciones fundamentales. Estabilidad de Estructuras. Métodos de análisis. Hipótesis básicas de la Teoría Lineal de Estructuras. Formulación de problemas con el método de los
desplazamientos.
Unidad didáctica II: MÉTODOS CLÁSICOS - ESTRUCTURAS DE NUDOS ARTICULADOS
Tema 3.- ESTRUCTURAS DE NUDOS ARTICULADOS. GENERALIDADES: Introducción. Hipótesis básicas para el análisis. Estructuras articuladas isostáticas. Leyes de formación. Estabilidad. Determinación e indeterminación estática de las estructuras articuladas. Tipologías.
Tema 4.- ESTRUCTURAS ARTICULADAS ISOSTÁTICAS. CÁLCULO DE ESFUERZOS: Generalidades, notaciones y criterios de signos. Cálculo de reacciones. Métodos de los nudos. Diagrama de Maxwell. Método de las secciones. Estructuras compuestas. Método de las estructuras secundarias. Estructuras complejas. Método de Henneberg. Formación matricial del método de los nudos.
Tema 5.- ESTRUCTURAS ARTICULADAS ISOSTÁTICAS. CÁLCULO DE DESPLAZAMIENTOS: Introducción. Método de análisis. Aplicación del TFV en el método de compatibilidad.
Tema 6.- ESTRUCTURAS ARTICULADAS HIPERESTÁTICAS.
Unidad didáctica III: MÉTODOS CLÁSICOS - ESTRUCTURAS DE NUDOS RÍGIDOS
Tema 7.- ESTRUCTURAS DE NUDOS RÍGIDOS. LA PIEZA RECTA: Introducción. Definiciones y criterios de signos. Relaciones fundamentales. Teoremas de Mohr. Momentos de empotramiento perfecto. Factores de transmisión. Rigideces al giro. Aplicaciones del Teorema de las Fuerzas Virtuales. Ecuaciones generales da la pieza recta. El método de Equilibrio.
Unidad didáctica IV: MÉTODOS MODERNOS - ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS
Tema 8.- INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS: Introducción. Concepto de rigidez y flexiibilidad.
Tema 9.- SISTEMA DE COORDENADAS. MATRICES DE RIGIDEZ ELEMENTALES: Introducción. Sistemas de coordenadas. Rigideces elementales. Matrices de rigidez elementales. Transformación de coordenadas.
Tema 10.- EL MÉTODO DE LAS RIGIDECES: Introducción. Formación de la matriz de rigidez de las estructuras. Condiciones de contorno. Cálculo de desplazamientos. Cálculo de esfuerzos. Cálculo de fuerzas en los nudos.
Tema 11.- ESTRUCTURAS ESPACIALES DE NUDOS RÍGIDOS: Introducción. Sistemas de coordenadas. Matrices de rotación. Matriz de rigidez elemental en el sistema local. Matriz de rigidez elemental en el sistema global. Ensamblaje de la matriz de rigidez de la Estructura. Condiciones de contorno. Cálculo de desplazamientos. Cálculo de esfuerzos. Cálculo de esfuerzos en los nudos.
Unidad didáctica II: MÉTODOS CLÁSICOS - ESTRUCTURAS DE NUDOS ARTICULADOS
Práctica 1. Métodos clásicos. Estructuras de nudos articulados
Unidad didáctica III: MÉTODOS CLÁSICOS - ESTRUCTURAS DE NUDOS RÍGIDOS
Práctica 2. Métodos clásicos. Estructuras de nudos rígidos
Unidad didáctica IV: MÉTODOS MODERNOS - ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS
Práctica 3. Métodos modernos. Análisis matricial de estructuras
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Unit I: INTRODUCTION TO STRUCTURAL ANALYSIS
Theme 1.- STRUCTURES IN ENGINEERING: Introduction. The process of designing structures. The design of structures. Structures practices and ideals.
Theme 2.- BASICS OF THE THEORY OF STRUCTURES: Introduction. Types of problems. Fundamental Relations. Stability of Structures. Methods of Analysis. Basic assumptions of the linear Theory of Structures. Formulation of problem with the method of displacement.
Unit II: CLASSICAL METHODS. TRUSS STRUCTURES
Theme 3.- ARTICULATED STRUCTURES: Introduction. Basic assumptions for analysis. Isostatic Articulated Structures - Formation laws. Stability. Identification and static indeterminacy of articulated structures. Types.
Theme 4.- ARTICULATED ISOSTATIC STRUCTURES. CALCULATION EFFORTS: Concept, notations and signs. Methods of Knots. Diagram Maxwell. Method of Sections. Composite Structures, Method Secondary Structures. Complex Structures, Method Henneberg.
Theme 5.- ARTICULATED ISOSTATIC STRUCTURES CALCULATION OF DISPLACEMENT: Introduction. Method of analysis. Application of the method TFV Compatibility.
Theme 6.- STATICALLY INDETERMINATE TRUSS STRUCTURES
Unit III: CLASSICAL METHODS. RIGID STRUCTURES
Theme 7.- RIGID STRUCTURES KNOTS: Introduction. Definition and criteria of signs. Fundamental Relations. Mohr Theorems. Moments of perfect embedding. Transmission Factors. Stiffness to rotation. Applications of theorem of Virtual Forces. General equations. Equilibrium Method.
Unit IV: MODERN METHODS. MATRIX ANALYSIS OF STRUCTURES
Theme 8.- INTRODUCTION TO MATRIX ANALYSIS: Introduction. Concept of Stiffness and flexibility.
Theme 9.- COORDINATE SYSTEMS. ELEMENTAL STIFFNESS MATRICES: Introduction. Coordinate systems. Elementary Stiffness. Elemental Stiffness matrix. Coordinate transformation.
Theme 10.- THE METHOD OF RIGIDITIES: Introduction. Formulation of the Stiffness matrix. Boundary Conditions. Calculation. Calculation of forces at the nodes.
Theme 11.- KNOTS RIGID SPATIAL STRUCTURES: Introduction. Coordinate Systems, rotation matrix. Stiffness matrix in the local system. Stiffness matrix in the global system. Assembly of stiffness matrix of the structure. Boundary Conditions. Calculation of displacements. Calculation
of forces.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clase expositiva empleando el método de la lección. Resolución de dudas planteadas por los alumnos. Esta actividad formativa facilita la consecución de la totalidad de los resultados de aprendizaje descritos en el apartado 3.5
36
100
Tutorías
Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento del aprendizaje
5
50
Clase en aula de informática: prácticas.
Los alumnos adquieren habilidades básicas computacionales y manejan programas y herramientas de cáculo profesionales. Al finalizar las sesiones, el alumno deberá entregar los resultados obtenidos. Esta actividad formativa facilita la consecución de los resultados de aprendizaje descritos en el apartado 3.5
5
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Elaboración de los informes de prácticas, en grupo o individualmente. El alumno aplica los conocimientos teóricos adquiridos para contrastar con los resultados prácticos Pruebas tipo examen con cuestiones y problemas realizados tras completar cada bloque de contenidos.
85
0
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Elaboración de los informes de prácticas, en grupo o individualmente. El alumno aplica los conocimientos teóricos adquiridos para contrastar con los resultados prácticos Estudio de la materia. Resolución de los ejercicios propuestos por el profesor
4
100
Pruebas escritas/orales
(P) Se programan dos exámenes parciales P1 y P2, que consistirán en la resolución de problemas y cuestiones teóricas, en donde se cuestionará sobre aspectos relacionados con el temario teórico de cada unidad didáctica y en el que se evaluará la capacidad de aplicar conocimientos prácticos y la capacidad de análisis. Los contenidos y composición de cada prueba se especificarán en la convocatoria de la misma.
En las pruebas escritas se evalúan los resultados de aprendizaje descritos en el apartado 3.5 de la siguiente forma:
-[UD1] y [UD2]:
- Definir los conceptos básicos de la teoría de estructuras.
- Aplicar correctamente cargas a las estructuras de Ingeniería Civil.
- Analizar de forma crítica los resultados del cálculo de estructuras sencillas.
-[UD3] y [UD4]. Se evaluarán los resultados de aprendizaje
- Aplicar métodos matriciales para calcular las estructuras de nudos articulados y rígidos.
80 %
Evaluación de trabajos, informes, etc.
Tarea consistente en la realización de uno o varios trabajos realizados de manera individual.
Dicho trabajo complementa a los parciales en la evaluación de la totalidad de los resultados de aprendizaje descritos en el apartado 3.5
20 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, prácticas en aula de informática o prácticas de campo
0 %
Evaluación con técnicas de observación y registro (por ejemplo listas de control, rúbricas, etc.)
0 %
Pruebas escritas/orales
(P) Prueba escrita que consistirá en la resolución de problemas en donde se cuestionará sobre aspectos relacionados con el
temario teórico de cada unidad didáctica y en el que se evaluará la capacidad de aplicar conocimientos prácticos y la capacidad de
análisis. La prueba se organizará en correspondencia con las pruebas escritas del Sistema de Evaluación Continua. La composición de la prueba se especificarán en la convocatoria de la misma.
En las pruebas escritas se evalúan los resultados de aprendizaje descritos en el apartado 3.5 de la siguiente forma:
-[UD1] y [UD2]:
- Definir los conceptos básicos de la teoría de estructuras.
- Aplicar correctamente cargas a las estructuras de Ingeniería Civil.
- Analizar de forma crítica los resultados del cálculo de estructuras sencillas.
-[UD3] y [UD4]. Se evaluarán los resultados de aprendizaje
- Aplicar métodos matriciales para calcular las estructuras de nudos articulados y rígidos.
80 %
Evaluación de trabajos, informes, etc.
Tarea consistente en la realización de una cuestión escrita de manera individual.
Dicho trabajo complementa a los parciales en la evaluación de la totalidad de los resultados de aprendizaje descritos en el apartado 3.5
20 %
Criterios de superación de la asignatura:
- Obtener una calificación mínima de 4,0 sobre 10 en cada una de las pruebas (P1 y P2).
- Obtener una calificación mínima de 3,0 sobre 10 en el trabajo/tarea [T].
- Obtener una calificación ponderada [NF] superior o igual a 5,0.
En cada sistema de evaluación, la nota final de la asignatura será [NF]=0,80·[P]+0,20·[T]. siendo, [P]= 0.50·P1 + 0.50·P2
Se guardan las calificaciones de las pruebas desarrolladas durante los dos sistemas de evaluación cuando cumplan con los mínimos anteriormente establecidos.
Si un estudiante se presenta a una actividad del sistema de evaluación final habiendo superado las calificaciones mínimas de la actividad correspondiente del sistema de evaluación continua, renuncia de facto a la calificación obtenida en dicha actividad del sistema de evaluación continua.
Autor: Martí Montrull, Pascual
Título: Análisis de estructuras métodos clásicos y matriciales
Editorial: Horacio Escarabajal
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 8493296627
Autor: Timoshenko, S.P.
Título: Teoría de las estructuras
Editorial: Urmo
Fecha Publicación: 1985
ISBN: 8431402415
- Asignatura en Aul@virtual y UPCTmedia: El alumno tendrá acceso a través de UPCTmedia a videos explicativos de los contenidos de la asignatura así como problemas resueltos por el profesor. Igualmente, el alumno tendrá acceso a apuntes de la asignatura, cuestiones y problemas resueltos, colección de enunciados de problemas de examen y manual de prácticas de laboratorio disponible en el aula virtual.
- Programa MEFI (Descarga desde la web del Área de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras: https://www.upct.es/~deyc/software/mefi.php)