Guías Académicas

ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS

ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS

GRADO EN INGENIERÍA GEOLÓGICA PLAN 2016

Curso 2021/2022

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 02-05-21 10:51)
Código
108645
Plan
2016
ECTS
6.00
Carácter
OPTATIVA
Curso
4
Periodicidad
Primer Semestre
Área
MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORÍA DE ESTRUCT.
Departamento
Ingeniería Mecánica
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor/Profesora
José Antonio Cabezas Flores
Grupo/s
1
Departamento
Ingeniería Mecánica
Área
Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estruct.
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
D1517
Horario de tutorías
-
URL Web
-
E-mail
jacf@usal.es
Teléfono
923294500 -Ext. 1546

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Módulo 8. Optativas de ampliación de Ingeniería, que comprende las materias (coincidentes con las asignaturas): Análisis de Estructuras, Dinámica Estructural, Cálculo de Estructuras por Ordenador e Infraestructuras y Construcciones de Ingeniería.

Papel de la asignatura.

En esta asignatura se estudian en su conjunto las estructuras articuladas y de nudos rígidos con objeto de determinar los desplazamientos y esfuerzos en las distintas barras. Se apoya en conocimientos de Resistencia de Materiales, y los resultados que proporciona sirven de base para realizar el dimensionado de los elementos, de acuerdo con los procedimientos establecidos en Hormigón Armado y Estructuras Metálicas.

Así mismo, en la asignatura se introduce el Método de los Elementos Finitos, que permite analizar además estructuras continuas propias de la ingeniería geotécnica como muros de contención, cimentaciones, etc. Este método sirve también de base para analizar el comportamiento de la estructura frente a acciones sísmicas, que se lleva a cabo en Dinámica Estructural.

Perfil profesional.

Esta asignatura está relacionada con el perfil profesional de Ingeniería Geotécnica (módulo 4 del plan de estudios).

3. Recomendaciones previas

Para seguir la asignatura es imprescindible que los estudiantes hayan adquirido las competencias de Resistencia de Materiales.

4. Objetivo de la asignatura

Se pretende que los estudiantes conozcan los tipos de estructuras más usuales y sean capaces de efectuar un análisis de las mismas, determinando las tensiones y desplazamientos en los puntos de interés. Para ello, además de aplicar los procedimientos de cálculo clásicos basados en la Resistencia de Materiales, utilizarán el Cálculo Matricial de Estructuras y el Método de los Elementos Finitos. Los estudiantes deben comprender sus fundamentos, y ser capaces de aplicarlos al análisis y diseño de estructuras. Así mismo, se familiarizarán con el manejo de aplicaciones informáticas actualmente empleadas de manera generalizada en el mundo profesional.

5. Contenidos

Teoría.

Teóricos:

1. Introducción: Tipos de nudos y de estructuras. Hipótesis básicas. Normativa de estructuras. Materiales estructurales.

2. Teoremas energéticos: Teoremas de reciprocidad. Teorema de Castigliano. Teorema de los Trabajos Virtuales.

3. Estructuras articuladas: Tipos de triangulación. Cálculo de fuerzas en las barras. Cálculo de desplazamientos. Estructuras hiperestáticas.

4. Estructuras de nudos rígidos: Método de las fuerzas. Método de los desplazamientos.

5. Cálculo matricial de estructuras: Matriz de rigidez de una barra. Ensamblaje. Condiciones de sustentación. Respuesta de la estructura. Cargas en las barras. Estructuras articuladas. Estructuras tridimensionales.

6. Introducción al Método de los elementos finitos: Discretización de estructuras continuas. Elementos finitos triangulares. Elementos finitos cuadriláteros. Integración de Gauss-Legendre.

Práctica.

Prácticos:

Ÿ Problemas de los temas 2, 3 y 4.

Ÿ Aplicaciones informáticas de carácter general (Mathematica y Excel) y específicas de Cálculo Matricial (ED-Tridim) y de Elementos Finitos (Abaqus).

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

 

CB-1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB-2: 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.

CB-3: Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB-4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB-5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

CG-1: Poder aplicar en el ejercicio profesional de manera creativa los conocimientos y las habilidades adquiridas, utilizando métodos apropiados y argumentos precisos, para analizar y dar solución a problemas en el campo de la Ingeniería Geológica.

Específicas.

CE-5: Emplear herramientas informáticas y métodos numéricos para la resolución de problemas de Ingeniería Geológica.

 CE-12: Comprender el comportamiento estructural de materiales tecnológicos empleados en construcción, principalmente de hormigón armado y acero estructural, y aplicarlo al diseño, cálculo, ejecución y control de calidad de elementos estructurales de construcciones geotécnicas.

7. Metodologías

Clases teóricas: Se utilizará la lección magistral para presentar los conceptos teóricos de la asignatura.

Clases prácticas: Las clases prácticas de problemas, que se resolverán paso a paso en la pizarra, son esenciales para una buena comprensión de los procedimientos de cálculo. Además, se facilitará una colección de problemas con solución, cuidadosamente seleccionados y organizados por dificultad creciente, para que los estudiantes los resuelvan personalmente.

Prácticas de informática: Se realizarán prácticas en el aula de informática para que los estudiantes aprendan el manejo de aplicaciones informáticas de cálculo matricial de estructuras y de elementos finitos.

Tutorías: La atención personalizada servirá para aclarar las dudas conceptuales que se deriven de las clases magistrales, y las dificultades que lógicamente deben aparecer en la resolución de los problemas propuestos y en el manejo de las aplicaciones informáticas.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

· ARGÜELLES, R. (1996): Análisis de estructuras, Ed. Bellisco.

· ARGÜELLES, R. (1992): Fundamentos de elasticidad y su programación por elementos finitos, Ed. Bellisco.

· ARGÜELLES, R., y otros (2005): Cálculo matricial de estructuras en primer y segundo orden: teoría y problemas. Ed Bellisco.

· CERVERA, M. y BLANCO, E. (2002): Mecánica de estructuras. Ed. UPC.

· KASSIMALI, A. (2001):   Análisis estructural, 2ª ed. Ed. Thomson-Paraninfo.

· KHENNANE, A. (2013): Finite element analysis using Matlab and Abaqus,  Ed. CRC Press.

· LIU, G.R. y QUEK, S.S. (2014): The finite element method. A practical course, 2ª ed. Ed. Butterworth-Heinemann (Elsevier).

· MARTÍ, P. (2003): Análisis de estructuras: métodos clásicos y matriciales, Ed. H. Escarabajal - Universidad Politécnica de Cartagena.

· MARTÍ, P., TORRANO, S. y MARTÍNEZ, P. (2000): Problemas de teoría de estructuras,       Ed. H. Escarabajal – Univ. Politécnica de Cartagena.

· McCORMAC, J. y ELLING, R.E. (1994): Análisis de estructuras,  Ed. Alfaomega.

· OÑATE, E. (2009): Structural analysis with the finite element method: linear statics. Ed. Springer.

· VÁZQUEZ, M. (1999): Resistencia de materiales, Ed. Noela.

· VÁZQUEZ, M. (1999): Cálculo matricial de estructuras, Ed. Colegio de I.T.O.P. de Madrid.

· VÁZQUEZ, M., LÓPEZ, E. (2001): El método de los elementos finitos, Ed. Noela

· ZIENKIEWICZ, O.C. y otros. (2010): El método de los elementos finitos, 6ª ed., Ed. CIMNE

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

· Material proporcionado a través la plataforma Studium de la USAL.

· Manuales de uso de las aplicaciones informáticas.

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La evaluación de la adquisición de competencias abarca dos aspectos:

- Resolución de problemas mediante métodos analíticos.

- Análisis de estructuras mediante aplicaciones informáticas.

Criterios de evaluación.

El peso de cada actividad en la calificación final será el siguiente:

- Resolución de problemas mediante métodos analíticos …. 40 %

- Análisis de estructuras mediante Cálculo Matricial ……….  40 %.

- Análisis de estructuras mediante Elementos Finitos ……… 20 %.

Instrumentos de evaluación.

La evaluación se realizará utilizando los siguientes instrumentos:

- Evaluación continua de los problemas propuestos. Se valorará tanto la resolución entregada como su defensa, siendo todas las actividades recuperables.

- Prueba final sobre el análisis de estructuras mediante las aplicaciones informáticas. Se valorará tanto el informe entregado como la defensa del trabajo realizado.

Recomendaciones para la evaluación.

- Estudiar la asignatura de forma regular desde el principio de curso.

- Resolver de forma personal todos los problemas de la colección y realizar todas las prácticas de aplicaciones informáticas, comprendiendo bien los procedimientos aplicados.

- Asistir a tutorías para aclarar las dudas que se planteen.  

Recomendaciones para la recuperación.

Se recomienda al estudiante analizar junto al profesor las causas por las cuales no se ha superado la asignatura, para poder llegar a recuperarla.