Nombre: TEORÍA DE ESTRUCTURAS
Código: 523102004
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: HERRERO PÉREZ, DAVID
Área de conocimiento: Mecánica de Medios Continuos y T. de Estructuras
Departamento: Estructuras, Construcción y Expresión Gráfica
Teléfono: 968338984
Correo electrónico: david.herrero@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias: Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo david.herrero@upct.es
Titulaciones:
Ingeniero en Ingeniería Industrial en la Universidad Politécnica de Cartagena (ESPAÑA) - 2002
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 3
Nº de sexenios: 3 de investigación y 1 de transferencia
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: MAYORDOMO MARTÍNEZ, DIEGO
Área de conocimiento: Mecánica de Medios Continuos y T. de Estructuras
Departamento: Estructuras, Construcción y Expresión Gráfica
Teléfono: 968325408
Correo electrónico: diego.mayordomo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 11:00 / 14:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 2, Despacho Despacho 2.24
viernes - 11:00 / 14:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 2, Despacho Despacho 2.24
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo diego.mayordomo@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Arquitecto en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 2020
Arquitecto en Arquitecto en la Universidad Politécnica de Valencia (ESPAÑA) - 2000
Categoría profesional: Profesor Asociado
Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente
Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[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 Minas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación
[CG02 ]. Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en el desarrollo, en el ámbito de la ingeniería de minas, que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/306/2009, la prospección e investigación geológica-minera, las explotaciones de todo tipo de recursos geológicos incluidas las aguas subterráneas, las obras subterráneas, los almacenamientos subterráneos, las plantas de tratamiento y beneficio, las plantas energéticas, las plantas mineralúrgicas y siderúrgicas, las plantas de materiales para la construcción, las plantas de carboquímica, petroquímica y gas, las plantas de tratamientos de residuos y efluentes y las fábricas de explosivos y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de las mismas
[CG04 ]. Capacidad para diseñar, planificar, operar, inspeccionar, firmar y dirigir proyectos, plantas o instalaciones, en su ámbito
[C07 ]. Conocimiento de resistencia de materiales y teoría de estructuras
[T05 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
R01 Identificar esfuerzos sobre las secciones.
R02 Calcular, dado un sistema estructural básico sometido a un sistema de fuerzas, los diagramas de esfuerzos y los desplazamientos en cualquier punto de dicho sistema estructural.
R03 Examinar la estabilidad del equilibrio de elementos unidimensionales sometidos a compresión centrada.
R04 Analizar los métodos clásicos para resolver estructuras de nudos articulados y rígidos.
R05 Operar con programas de ordenador para visualizar esfuerzos y desplazamientos.
R06 Interpretar adecuadamente la información disponible y preparar un plan coherente para resolver la situación planteada.
Elasticidad: Tensiones y deformaciones, leyes de comportamiento. Resistencia de materiales: Modelo de barras, esfuerzo axil, flexión pura y desviada, flexión simple, flexión compuesta y flexión compuesta desviada, desplazamientos en flexión, sistemas hiperestáticos, torsión uniforme, pandeo. Análisis de estructuras: Estructuras en ingeniería, tipología de estructuras y criterios de diseño, conceptos básicos de la teoría de estructuras, estructuras de nudos articulados, cálculo de esfuerzos de estructuras articuladas isostáticas, cálculo de desplazamientos de estructuras articuladas isostáticas, estructuras de nudos rígidos, método del equilibrio, introducción al análisis matricial de estructuras.
UNIDAD DIDÁCTICA I: ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE MATERIALES
1. TENSIONES
- Introducción
- Concepto de tensión
- Componentes del vector tensión
- El tensor de tensiones
- Estado plano de tensiones. El circulo de Mohr
2 DEFORMACIONES
- Introducción
- Concepto de deformación
- Estado plano de deformaciones. El circulo de Mohr
3. LEYES DE COMPORTAMIENTO
- Introducción
- Relaciones experimentales entre tensiones y deformaciones
- Ley de Hooke generalizada en materiales homogéneos e isótropos
4. EL MODELO DE BARRAS. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
- Introducción
- Definición de barras prismáticas
- Tipos de uniones
- Sistemas isostáticos e hiperestáticos
- Definición de esfuerzos
- Ecuaciones de equilibrio
- Leyes de esfuerzos y diagramas
5. ESFUERZO AXIL
- Introducción
- Distribución de tensiones sobre una sección debidas al esfuerzo axil
- Sistemas hiperestáticos sometidos a esfuerzo axil
- Cargas térmicas y falta de ajuste
6. FLEXIÓN PURA Y FLEXIÓN DESVIADA
- Introducción
- Definición de flexión pura y flexión desviada
- Tensiones debidas a flexión pura. Ley de Navier
- Eje neutro
- Módulo resistente
7. FLEXIÓN SIMPLE
- Introducción
- Definición de flexión simple
- Tensiones en flexión simple en perfiles de sección llena
- Tensiones en perfiles abiertos de pared delgada sometidos a flexión simple
- Centro de esfuerzos cortantes
8. FLEXIÓN COMPUESTA Y FLEXIÓN COMPUESTA DESVIADA
- Introducción
- Definición de flexión compuesta y flexión compuesta desviada
- Tensiones en flexión compuesta y flexión compuesta desviada
- Núcleo central de una sección
- Secciones sin zona de tracción
9. DESPLAZAMIENTOS EN FLEXIÓN
- Introducción
- Ecuación general de la curva elástica
- Teorema de las Fuerzas Virtuales
- Trazado aproximado de la deformada de una estructura sencilla
10. SISTEMAS HIPERESTÁTICOS
- Introducción
- Método de las fuerzas para el cálculo de sistemas hiperestáticos
- Aplicaciones del Teorema de las Fuerzas Virtuales al cálculo de sistemas hiperestáticos
11. TORSIÓN UNIFORME
- Introducción
- Definición de torsión uniforme
- Teoría elemental de la torsión en barras prismáticas de sección circular
- Torsión en barras prismáticas de sección no circular
- Problemas hiperestáticos en torsión uniforme
12. PANDEO
- Introducción
- Estabilidad
- Problema de Euler
- Dependencia entre la fuerza crítica y las condiciones de apoyo de la barra
- Dominio de aplicación de la fórmula de Euler
UNIDAD DIDÁCTICA II: ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS
13. ESTRUCTURAS EN INGENIERÍA
- Introducción
- El proceso de diseño de estructuras
- El diseño de estructuras
- Estructuras prácticas e ideales
14. TIPOLOGÍA DE ESTRUCTURAS Y CRITERIOS DE DISEÑO
- Estructuras trianguladas
- Estructuras aporticadas
- Descripción de nave industrial
- Criterios de diseño
15. 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
16. 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
17. 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
18. ESTRUCTURAS ARTICULADAS ISOSTÁTICAS. CÁLCULO DE DESPLAZAMIENTOS
- Introducción
- Método de análisis
- Aplicación del TFV en el método de compatibilidad
19. 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
20. EL MÉTODO DEL EQUILIBRIO
- Introducción
- Resolución mediante el Método del Equilibrio
Prácticas de aula informática
Prácticas 1. Introducción Inicial a programas informáticos para determinación de las leyes de esfuerzos. Determinación de las leyes de esfuerzos de estructuras mediante un programa informático 2. Análisis de una estructura de nudos articulados mediante programas informáticos
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: ELASTICITY AND STRENGTH OF MATERIALS
1. STRESS
- Introduction
- Concept of stress
- Components of stress vector
- The stress tensor
- Plane state of stress. Mohr circle
2. DEFLECTION
- Introduction
- Concept of deflection
- Plan estate of deflection. Mohr circle
3. LAWS OF BEHAVIOR
- Introduction
- Experimental relationship between stress and strain
- Hooke¿s Law generalized to homogeneous and isotropic materials
4. STRUCTURAL ELEMENT. FUNDAMENTALS
- Introduction
- Definition of prismatic structural elements
- Kind of joints
- Isostatic and hyperstatic structures
- Definition of axial and shear force diagrams. Bending moment diagrams
- Equilibrium equation
- Axial and shear force diagrams. Bending moment diagrams
5. AXIALLY LOADED MEMBERS
- Introduction
- Stress distribution over the cross section due to axial loads
- Statically Indeterminate (Hyperstatic) Truss structures
- Thermal loads and absence of fitting
6. PURE BENDING AND BIAXIAL BENDING
- Introduction
- Definition of pure bending and biaxial bending
- Stress due to pure bending. Theory of bending
- Neutral axis
- Section modulus
7. UNIAXIAL BENDING
- Introduction
- Definition of uniaxial bending
- Stress in uniaxial bending
- Stress in hot rolled steel due to uniaxial bending
- Stress in opened hot rolled steel of slim wall due to uniaxial bending
- Center of shear forces
8. BIAXIAL BENDING WITH OR WITHOUT AXIAL FORCES
- Introduction
- Definition of biaxial bending with or without axial forces
- Stress due to biaxial bending with or without axial forces
- Neutral axis of sections
- Sections without traction area
9. DEFECTION DUE TO BENDING
- Introduction
- Differential equation of elastic curve
- Virtual Forces Theorem
- Approximate drawing of the bending of a simple structure
10. STATICALLY INDETERMINATE (HYPERSTATIC) TRUSS STRUCTURES
- Introduction
- Forces¿ Method to calculate statically indeterminate (Hyperstatic) truss structures
- Implementations of the Virtual Forces Theorem to calculate statically indeterminate (Hyperstatic) truss structures
11. UNIFORM TORSION
- Introduction
- Definition of uniform torsion
- Basic Theory of torsión in prismatic structural elements of circular cross over section
- Torsion in prismatic structural elements of not circular cross over section
- Hyperstatic Problems in uniform torsion
12. WARPING
- Introduction
- Stability
- Euler¿s Problem
- Dependence between critical strength and conditions of support of a structural element
- Aplication field of Euler¿s Equation
UNIT II: ANALYSIS OF STRUCTURES
13. ESTRUCTURES IN ENGINEERING
- Introduction
- The process of designing the structures
- The design of structures
- Practical and ideal structures
14. TIPOLOGY OF STRUCTURES AND STANDARD OF DESIGN
- Triangular structures
- Portico structures
- Description of industrial unit
- Standards of design
15. FUNDAMENTALS OF STRUCTURES THEORY
- Introduction
- Kind of problems
- Fundamental relationships
- Structures Stability
- Analysis¿ Method
- Basic Hypothesis of Linear Theory of Structures
- Formulation of problems with the displacement¿s Method
16. STRUCTURES OF ARTICULATED JOINTS. BASIC CONCEPTS
- Introduction
- Basic Hypothesis for analysing
- Isostatic Articulated Structures. Laws
- Stability. Static determinacy and static indeterminacy of articulated structures
- Typologys
17. ISOSTATIC ARTICULATED STRUCTURES. CALCULATION OF FORCES.
- Basic concepts, notations and signs rule
- Calculation of reactions
- Joints¿ Method. Maxwell¿s Diagram
- Sections¿ Method
- Compound Structures. Secondary structures¿ Method
- Complex Structures. Henneberg¿s Method
- Matrix formation of Joints¿ Method
18. ISOSTATIC ARTICULATED STRUCTURES. CALCULATION OF DISPLACEMENTS
- Introduction
- Analysis¿ Method
- Implementation of Virtual Forces¿ Theorem in the Compatibility¿s Method
19. RIGID JOINTS STRUCTURES. THE STRAIGHT PIECE
- Introduction
- Definitions and signs rule
- Basic relationships
- Mohr¿s Theorem
- Bending moments of perfect clamp
- Transmission¿s factor
- Rigidity to turn
- Implementation of Virtual Forces¿ Theorem
- General equations of the straight piece
20. EQUILIBRIUM¿S METHOD
- Introduction
- Resolution through Equilibrium¿s Method
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clases de teoría: Clases expositivas empleando el método de la lección magistral con apoyo de TIC. Se desarrollan los contenidos teóricos de la asignatura y se resuelven las dudas planteadas por los estudiantes. Las clases de teoría se apoyan en unos apuntes que se ponen a disposición de los estudiantes en el Aula Virtual.
Clases de problemas y casos prácticos: Se resuelven ejercicios tipo de elasticidad y resistencia de materiales y análisis de estructuras. Se resuelve con ayuda de la pizarra o de ordenador/cañón de vídeo. En las clases de problemas también se proponen ejercicios (entregables) para que el estudiante los resuelva en casa y los entregue en el plazo fijado. Los apuntes de la asignatura contienen numerosos ejercicios tipo resueltos; además, se dispone en Aula Virtual de colecciones de problemas y de exámenes resueltos de cursos anteriores.
Resultados del aprendizaje de esta actividad: R01, R03 y R04.
52
100
Tutorías
Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento de aprendizaje y resolver dudas sobre los contenidos o sobre las actividades formativas o de evaluación.
Resultados del aprendizaje de esta actividad: R01, R02, R03 y R04.
4
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Prácticas de aula de informática con el programa MEFI para cálculo de esfuerzos de estructuras. El estudiante tendrá que realizar un informe de cada práctica, en el que se recogerá la resolución final con MEFI y con el procedimiento indicado en las clases de teoría, problemas y casos prácticos.
Resultados del aprendizaje de esta actividad: R02
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Horas previstas para realizar las actividades de evaluación que sean presenciales: exámenes.
Resultados del aprendizaje de esta actividad: R01, R03 y R04
4
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Esta actividad formativa se incluye en las prácticas de aula informática.
Estudio individual o en grupo de teoría o de ejercicios, uso de software específico para practicar en casa y resolver ejercicios y casos prácticos. Realización de trabajos individuales.
Resultados del aprendizaje de esta actividad: R01, R02, R03 y R04.
116
0
Exámenes (orales o escritos)
Se programan dos exámenes parciales, uno por cada Unidad Didáctica (UD), que consistirán en la resolución de 1 ó 2 cuestiones teórico-prácticas y 1 ó 2 problemas, en donde se cuestionará sobre aspectos relacionados con el temario de cada unidad didáctica y en el que se evaluará la capacidad de aplicar conocimientos prácticos y la capacidad de análisis:
- (UDI) Elasticidad y Resistencia de materiales (40%).
El primer parcial evalúa los resultados del aprendizaje R01 y R04.
- (UDII) Análisis de estructuras (40%)
El segundo parcial evalúa los resultados del aprendizaje R03 y R04.
80 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Se evalúa mediante la entrega de una memoria de prácticas los resultados del aprendizaje R01, R03 y R04. Se evalúa la capacidad de resolver los casos prácticos y comparar los resultados del programa informático con lo explicado en teoría.
15 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Se evalúa mediante la entrega de una memoria de prácticas el resultado del aprendizaje R03. Se evalúa la capacidad de manejar el programa informático.
5 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
0 %
Exámenes (orales o escritos)
Se programan dos exámenes parciales, uno por cada Unidad Didáctica (UD), que consistirán en la resolución de 1 ó 2 cuestiones teórico-prácticas y 1 ó 2 problemas, en donde se cuestionará sobre aspectos relacionados con el temario de cada unidad didáctica y en el que se evaluará la capacidad de aplicar conocimientos prácticos y la capacidad de análisis:
- (UDI) Elasticidad y Resistencia de materiales (40%).
El primer parcial evalúa los resultados del aprendizaje R01 y R04.
- (UDII) Análisis de estructuras (40%)
El segundo parcial evalúa los resultados del aprendizaje R03 y R04.
80 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Se evalúa mediante la entrega de una memoria de prácticas el resultado del aprendizaje R02 y además los resultados del aprendizaje R01, R03 y R04, ya que se incide en la comparativa de resultados entre el procedimiento indicado en las clases de teoría, problemas y casos prácticos, y los resultados que aporta el programa informático.
20 %
Criterios de superación de la asignatura:
- Realizar las prácticas (T) - Obtener una calificación mínima de 4 sobre 10 en cada una de las pruebas (UD2) y (UD3).
- Obtener una calificación mínima de 3 sobre 10 en las prácticas (T)
- Obtener una calificación ponderada (NF) superior o igual a 5. En cada sistema de evaluación, la nota final de la asignatura será (NF)=0,80.P+0.20.(T), siendo (P)=0,40.(UDI)+0,40.(UDII) Se guardan las calificaciones de las pruebas desarrolladas durante los dos sistemas de evaluación cuando cumplen con los mínimos anteriormente establecidos.
En el examen final los alumnos tienen la opción de presentar de nuevo la memoria de prácticas para optar a subir la calificación de las mismas.
Autor: Martí Montrull, Pascual
Título: Apuntes de resistencia de materiales
Editorial: Pascual Martí Montrull
Fecha Publicación: 2006
ISBN:
Autor: Gere, James M.
Título: Resistencia de materiales
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 2009
ISBN: 8497320654
Autor: Martí Montrull, Pascual
Título: Apuntes de teoría de la elasticidad
Editorial: Pascual Martí Montrull
Fecha Publicación: 2006
ISBN:
Autor: Martí Montrull, Pascual
Título: Análisis de estructuras métodos clásicos y matriciales
Editorial: Horacio Escarabajal
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 8493296627
Autor: Ortiz Berrocal, Luis.
Título: Resistencia de materiales
Editorial: McGraw-Hill/Interamericana,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788448156336
Autor: Paris, Federico
Título: Teoría de la elasticidad
Editorial: Universidad de Sevilla, Grupo de elesticidad y resistencia de materiales
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 8488783329
Autor: Ortiz Berrocal, Luis
Título: Elasticidad
Editorial: Mc-Graw-Hill
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 8484120469
Autor: Fung, Y.C.
Título: Foundations of solid mechanics
Editorial: Prentice-Hall
Fecha Publicación: 1965
ISBN: 0133299120
Autor: Malvern, Lawrence E.
Título: Introduction to the mechanics of a continuous medium
Editorial: Prentice-Hall
Fecha Publicación: 1969
ISBN:
Autor: Doblaré Castellano, Manuel
Título: Fundamentos de la elasticidad lineal
Editorial: Síntesis
Fecha Publicación: 1998
ISBN: 8477386137