Cálculo de estructuras (Curso 2018/2019)

Créditos ECTS 6

Competencias

    Capacidad para aplicar los conocimientos de materiales de construcción en sistemas estructurales. Conocimiento de la relación entre la estructura de los materiales y las propiedades mecánicas que de ella se derivan.

Resultados de aprendizaje

    Comprensión de las características de las estructuras y capacidad para dimensionarlas.

Requisitos previos

    Resistencia de Materiales

Descripción de los contenidos

    Cálculo de estructuras con simetrías y antimetrías, estructuras con cables, estudio de secciones y dimensionamiento en estructuras. Cálculo de estructuras por métodos de flexibilidad y rigidez (método matricial). Aplicación de programas informáticos de resolución de estructuras.
    
    1. Cálculo de esfuerzos. Antimetrías y Simetrías. Cables. Secciones.
    
    2. Articuladas.
    
    1. Estructuras articuladas planas.
    2. Clasificación de las estructuras articuladas planas
    3. Estructuras isostaticas.
    4. Estructuras hiperestaticas.
    5. Métodos de calculo de estructuras isostaticas
    6.-Metodos de calculo de estructuras complejas ( hiperestaticas)
    
    3. Cálculo Matricial.
    
    1. Relaciones básicas y definiciones.
    1.1. Modelización de estructuras.
    1.2 Variables nodales: fuerzas y movimientos.
    1.3 Ejes locales y globales: matriz de cambio de base.
    1.4 Ecuaciones de equilibrio y compatibilidad.
    1.5 Conceptos de rigidez y flexibilidad.
    1.6 Obtención de esfuerzos en barras.
    2. Matrices de rigidez y flexibilidad de elementos monodimensionales.
    2.1 Obtención directa de las matrices elementales de rigidez.
    2.2 Matriz de rigidez K22 de una barra. Obtención.
    2.3 Matriz de flexibilidad de una barra.
    3. Planteamiento del método matricial de rigidez.
    3.1 Matrices de flexibilidad y de rigidez de una estructura.
    3.2 Matriz de rigidez de una estructura. Obtención directa.
    3.3 Ensamblaje: reglas generales.
    4. Cálculo de estructuras genéricas mediante el método de rigidez.
    4.1 Estructuras con cargas no nodales.
    4.2 Estructuras con elementos especiales.
    4.3 Estructuras tridimensionales.
    4.4 Condiciones de contorno.
    4.5 Simetría y Antimetría.
    5. Técnicas matriciales particulares. Método matricial de flexibilidad.
    5.1 Matriz de equilibrio de una barra. Relaciones entre las matrices elementales de rigidez.
    5.2 Elementos conectados en serie: matrices de equilibrio y flexibilidad.
    5.3 Matriz de conexión de una estructura.
    5.4 Método matricial de flexibilidad.
    
    4. Laboratorio.
    
    
    El laboratorio de estructuras se plantea como una introducción al cálculo estructural mediante programas basados en el Método de Elementos Finitos (MEF), que es el más extendido entre los programas comerciales.
    En esta asignatura se utilizará el programa ANSYS.
    
    Calendario laboratorio:
    
     Se especificará en el portal con suficiente antelación la distribución de grupos
    
    
    Temario del laboratorio:
    
    1.- Introducción al ANSYS y calculo de modelo simple de barras
    2.- Calculo de cercha metálica de nave industrial, obteniendo esfuerzos, tensiones y desplazamientos
    3.- Calculo de pórtico de hormigón y trabajo con estructuras 3D
    4.- Calculo de cimentaciones y estructuras laminares.
    
    
    
    Objetivos del laboratorio:
    
    -    Introducción al cálculo de estructuras mediante un programa comercial basado en el Método de Elementos Finitos.
    -    Resolución de problemas sencillos para que el alumno pueda familiarizarse con el proceso resolutivo, siendo capaz de predecir resultados mediante técnicas aprendidas en otras asignaturas.
    -    Resolución de problemas con una complejidad mayor, señalando las ventajas del cálculo por ordenador, enfatizando la importancia de los conocimientos estructurales previos para confirmar la validez del cálculo.
    -    Facilitar al alumno una herramienta para asignaturas posteriores.
    
    
    

Actividades formativas

     - Presentación en el aula de los conceptos relacionados con las asignaturas que componen cada materia y la resolución de problemas que permitan al estudiante conocer cómo abordarlos, así como otras sesiones de tipo presencial en grupo como clases de discusión, puesta en común, etc
     - Actividades de laboratorio de dificultad creciente que permitan al estudiante ir adquiriendo la capacidad de alcanzar autonomía en la resolución de problemas
     -Realización de trabajos en pequeños grupos fuera del aula.
     -Estudio personal, elaboración de informes, realización de prácticas, etc. como trabajo independiente del estudiante o grupo de estudiantes
     -Pruebas de evaluación
    

Cronograma

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Sesión: Número de orden dentro de la asignatura. Actividad formativa: MG Clase Magistral,SM Seminario,LB Laboratorios,TL Taller,PC Práctica Clínica,EV Evaluación.

Sesión Actividad Descripción Evaluación
SM1Presentación
MG2Simetrías y Antimetrías-1
MG3Simetrías y Antimetrías-2
SM4Esfuerzos: Simetrías y Antimetrías
MG5Cables-1
MG6Cables-2
LB7Introducción al método de los Elementos Finitos
LB8Introducción al método de los Elementos Finitos
SM9Esfuerzos: Cables
MG10Secciones-1
MG11Secciones-2
SM12Secciones
MG13Secciones-3
MG14Secciones-4
LB15Resolución de un problema de resistencia de materiales mediante el MEF.
LB16Resolución de un problema de resistencia de materiales mediante el MEF.
EV17Control 1: correspondiente a la materia impartida hasta ese momento30%
MG18Articuladas-1
MG19Articuladas-2
SM20Articuladas-1
MG21Articuladas-3
MG22Articuladas-4
LB23Líneas de influencia en vigas hiperestaticas
LB24Líneas de influencia en vigas hiperestaticas
SM25Articuladas-2
MG26Articuladas-5
MG27Articuladas-6
SM28Articuladas-3
MG29Articuladas-7
MG30Articuladas-8
LB31Resolución de estructuras articuladas planas
LB32Resolución de estructuras articuladas planas
EV33Control 2: correspondiente a Articuladas28%
MG34Matricial-1
MG35Matricial-2
SM36Matricial-1
MG37Matricial-3
MG38Matricial-4
LB39Aplicación directa del calculo matricial-1
LB40Aplicación directa del calculo matricial-1
SM41Matricial-2
MG42Matricial-5
MG43Matricial-6
SM44Matricial-3
MG45Matricial-7
MG46Matricial-8
LB47Aplicación directa del calculo matricial-2
LB48Aplicación directa del calculo matricial-2
SM49Matricial-4
MG50Matricial-9
MG51Matricial-10
EV52Control 3: correspondiente a Matricial28%
EV53Evaluación de prácticas7%
EV54Evaluación de prácticas7%
LB55Calculo bidimensional

Sistema y criterios de evaluación

    EVALUACIÓN CONTINUA
    
     Se realizarán las siguientes actividades, según el cronograma, a fin de realizar la evaluación continua del alumno:
    
    
     • Realización de los 14 laboratorios y entrega de problema propuesto. Peso: 14x1% = 14%
     • Control 1 (en Marzo). Peso: 30%
     • Control 2 (en Abril). Peso: 28%
     • Control 3 (en Mayo). Peso: 28%
    
     Nota de evaluación continua = (14% x Laboratorio) + (30% x Control 1) + (28% x Control 2) +(28% x Control 3)
    
     CONVOCATORIA ORDINARIA MAYO
    
     La nota de la convocatoria ordinaria de Mayo, será una de las siguientes:
    
     • Nota de evaluación continua = (14% x Laboratorio) + (30% x Control 1) + (28% x Control 2) +(28% x Control 3)
    
     • Nota convocatoria ordinaria =(86% x Nota del Examen) + (14% x Nota del examen de laboratorio). Para poder aprobar en la CONVOCATORIA ORDINARIA, se hará media de la parte del examen del temario desarrollado en clase más la nota del examen de laboratorio, no pudiendo ser esta en ninguno de los dos casos inferior a 3 PUNTOS.
    
     Una vez realizado el Control 3, se publicará una relación de los alumnos aprobados por evaluación continua y de aquellos que deberán asistir al examen de la convocatoria ordinaria.
    
     En el examen ordinario habrá una serie de ejercicios relativos a la materia desarrollada durante el cuatrimestre, tanto en clses magistrales como en laboratorio.
    
     Para aprobar en esta convocatoria será necesario obtener una puntuación mayor o igual que 5. En caso contrario, el alumno deberá presentarse al examen de la convocatoria extraordinaria de julio.
    
     CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA JULIO
    
     El examen constará de:
    
     - Resolución de problemas relacionados con el contenido de las clases magistrales, seminarios y laboratorio.
    
     Nota convocatoria EXRAORDINARIA =(86% x Nota del Examen) + (14% x Nota del examen de laboratorio). Para poder aprobar en la CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA, se hará media de la parte del examen del temario desarrollado en clase más la nota del examen de laboratorio, no pudiendo ser esta en ninguno de los dos casos inferior a 3 PUNTOS.