Guía Docente 2016/2017

14 

Texto completo

(1)

Guía Docente 2016/2017

ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

Matrix Structural Analysis

Master en INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

(2)

ÍNDICE

ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS...3

Breve descripción de la asignatura ...4

Brief Description ...4

Requisitos Previos ...4

Objetivos ...4

Competencias y resultados de aprendizaje ...5

Metodología ...7

Metodologías docentes...8

Temario ...9

Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios ...10

Sistema de evaluación ...11

Bibliografía y fuentes de referencia...12

Web relacionadas ...12

Recomendaciones para el estudio y la Docencia ...13

Material didáctico necesario ...13

(3)

ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

MÓDULO: (I) AMPLIACIÓN DE FORMACIÓN CIENTÍFICA

MATERIA: MODELOS APLICADOS EN LA INGENIERÍA

CARÁCTER: Obligatoria.

Nº DE CRÉDITOS: 6 ECTS

UNIDAD TEMPORAL: PRIMER Curso PRIMER Cuatrimestre.

PROFESOR/A ASIGNATURA: Dr. D. Francisco Pellicer Martínez fpellicer@ucam.edu

Dr. D. Joaquín G. Ruiz Pinilla

HORARIO ATENCIÓN ALUMNOS/AS: Viernes 13,00 a 15,00 horas

COORDINADORES Materia Dr. D. Pedro Castrillo Romón

(4)

Breve descripción de la asignatura

Esta asignatura constituye la continuación natural de las materias de cálculo de estructuras cursadas en la etapa de grado, y forma al alumno en la aplicación de los denominados métodos matriciales de cálculo de estructuras. La comprensión de tales métodos permite introducir al alumno en los métodos habituales de cálculo computacional de estructuras, entre los que se encuentra el Método de los Elementos Finitos. Asimismo, la asignatura introduce las bases de la teoría general de placas y láminas (como extensión de la teoría de vigas vista en cursos precedentes), desarrolla su aplicación al cálculo elástico lineal de este tipo de elementos bajo ciertas condiciones de sustentación, e introduce su diseño frente a pandeo y rotura.

Brief Description

This course is the natural continuation of the subjects studied in civil engineering degree stage, and trains the students in the application of so‐called matrix methods of structural analysis. The understanding of such methods allows introducing the student in the standard methods for computational design of structures, such as the Finite Element Method. Likewise, this course introduces the basics of the general theory of plates and shells (as extension of the general theory of beams developed at previous courses), approaching the elastic linear analysis of these elements under certain support configurations and introducing the buckling design and failure design of such structural types.

Requisitos Previos

No se establecen requisitos previos.

Objetivos

 Formar al alumno en los métodos de cálculo matricial de estructuras de barras, dando así un

enfoque computacional a los conceptos de mecánica de estructuras vistos en cursos precedentes, así como extender las bases de la teoría general de vigas al cálculo de placas delgadas y láminas.

(5)

Competencias y resultados de aprendizaje

Competencias Generales del Título en el Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas

 (MCER5) Comprender los puntos principales de textos claros y en lengua estándar si tratan sobre

cuestiones que le son conocidas; ya sea en situaciones de trabajo, de estudio o de ocio.

 (MCER7) Producir textos sencillos y coherentes sobre temas que le son familiares o en los que tiene

un interés personal.

 (MCER8) Describir experiencias, acontecimientos, deseos y aspiraciones, así como justificar

brevemente sus opiniones o explicar sus planes.

Competencias Generales del Título en el Marco Español de Calificaciones para Educación Superior

 (MECES1) Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de

resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

 (MECES2) Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la

complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos o juicios.

 (MECES3) Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones (y los conocimientos y razones

últimas que las sustentan) a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

 (MECES4) Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar

estudiando de un modo que habrá de ser, en gran medida, autodirigido o autónomo.

 (MECES5) Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales

en el desarrollo y/o aplicación de ideas; a menudo, en un contexto de investigación.

Competencias transversales

Instrumentales

o (T1) Capacidad de análisis y síntesis.

o (T2) Capacidad de organización y planificación. o (T3) Comunicación oral y escrita en la lengua nativa. o (T4) Conocimiento de una lengua extranjera.

o (T5) Conocimiento de informática relativo al ámbito de estudio. o (T6) Capacidad de gestión de la información.

o (T7) Resolución de problemas.

Personales

o (T14) Razonamiento crítico. o (T15) Compromiso ético.

(6)

Sistémicas

o (T16) Aprendizaje autónomo.

o (T17) Adaptación a nuevas situaciones. o (T18) Creatividad e innovación.

o (T19) Liderazgo.

o (T23) Capacidad de reflexión.

Competencias generales de la Universidad (UCAM)

o (UCAM1) Considerar los principios del humanismo cristiano como valores esenciales en el desarrollo de la práctica profesional.

o (UCAM2) Ser capaz de proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la justicia, la igualdad y el pluralismo.

Competencias específicas

 (FC1) Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de Ingeniería, desde el

planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la ingeniería civil.

Resultados del aprendizaje

 Saber formular modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo.

 Desarrollar problemas matemáticos avanzados de ingeniería.

(7)

Metodología

Metodología Horas Horas de trabajo

presencial Horas de trabajo no presencial Clases en el aula 30 60 horas (40 %) Tutorías 12 Prácticas 12 Evaluación en el aula 6 Estudio personal 45 90 horas (60 %)

Lecturas y Búsqueda de Información 9

Resolución de Ejercicios y Trabajos Prácticos 13,5

Realización de Trabajos 13,5

Preparación de Presentaciones Orales y Debates 9

(8)

Metodologías docentes

Actividades presenciales:

Clases teórico – prácticas:

Las clases teóricas serán sesiones que se utilizarán para explicar los contenidos del programa de la materia y guiar al alumno a través del material teórico, utilizando los aspectos especialmente relevantes y las relaciones entre los diferentes contenidos.

Las actividades prácticas, se podrán desarrollar tanto en el aula como en el Laboratorio de Ingeniería Civil, en las Aulas de Informática o, eventualmente, en cualquier empresa con que la Universidad Católica tiene desarrollados convenios a tal efecto

Tutorías académicas:

Se realizarán tutorías, individualizadas y en grupos reducidos, con el objetivo de aclarar dudas y problemas planteados en el proceso de aprendizaje, dirigir trabajos, revisar y discutir los temas presentados en clase, afianzar conocimientos y comprobar la evolución en el aprendizaje de los alumnos.

Evaluación:

Se realizarán todas las actividades necesarias para evaluar a los alumnos en clase a partir de los resultados de aprendizaje en que se concretan las competencias adquiridas por el alumno en la materia.

Actividades no presenciales:

Estudio personal:

Teórico y práctico, del alumno, con el fin de asimilar los materiales y temas presentados en las clases, preparando posibles dudas a resolver en las tutorías, así como cualquier materia objeto de examen.

Lecturas recomendadas y búsqueda de información:

Lectura y síntesis de las lecturas recomendadas por los profesores y de aquellas que el alumno pueda buscar por su cuenta. Este proceso resultará vital para una correcta preparación de los ejercicios, casos y trabajos propuestos en clase, y para que el alumno acceda a fuentes de información relevante en el mundo de la Ingeniería Civil.

Resolución de Ejercicios y Casos Prácticos:

Resolución de ejercicios y casos prácticos propuestos, tanto individualmente como en grupo.  Realización de Trabajos:

Realización de Trabajos prácticos y teóricos propuestos, tanto individualmente como en grupo.

Preparación de Presentaciones Orales y Debates:

Preparación de presentaciones orales y debates a realizar en el aula, tanto individualmente como en grupo, sobre diferentes formas de cómo abordar un problema de Ingeniería Civil.

(9)

Temario

Programa de la enseñanza teórica

BLOQUE I: Análisis matricial de Estructuras

Tema 1. Relaciones Matriciales fuerza – desplazamiento en una Barra:

Respuesta como sólido rígido, Matriz de Equilibrio, Vector Estado, Matriz de Transferencia, Relación de transferencia de una barra cargada, Matriz de Flexibilidad, Relación de rigidez de una barra cargada, la viga de Timoshenko.

Tema 2. Cálculo matricial por el método de rigidez:

Sistemas de referencia. Cambio de sistema de referencia. Relaciones de nudo. Sistema de ecuaciones de rigidez de la estructura. Resolución del sistema de ecuaciones de rigidez: condiciones de contorno cinemáticas. Cálculo de esfuerzos en los extremos de las barras y de las reacciones. Interpretación física del método de rigidez.

Tema 3. Restricciones Cinemáticas – Implementación Numérica:

Introducción de las condiciones de contorno cinemáticas. Enlaces: concordantes indeformables, concordantes deformables, y no concordantes. Nudos de dimensión finita. Constricciones.

Tema 4. Aspectos avanzados:

Condensación estática. Desconexiones. Introducción al método de los elementos finitos.

BLOQUE II: Análisis de placas y láminas Tema 5. Placas y láminas a flexión (I).

Formulación diferencial e integral de la flexión de placas Delgadas. Placas ortótropas. Soluciones analíticas para placas rectangulares bajo determinadas condiciones de sustentación. Métodos de Navier y Levy.

Tema 6. Placas y láminas a flexión (II).

Pandeo. Cálculo en rotura. Introducción a la flexión de láminas.

Programa de la enseñanza práctica

PRÁCTICAS 01.‐ Estructuras reticulares: Pórticos Planos.

(10)

o Enlaces deformables. o Nudos de dimensión finita.

 PRÁCTICAS 04.‐ Estructuras articuladas.

 PRÁCTICAS 05.‐ Desconexiones‐condensación.

Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios

 MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN ESTRUCTURAS.

 TIPOLOGÍA DE ESTRUCTURAS

 CÁLCULO AVANZADO DE ESTRUCTURAS.

(11)

Sistema de evaluación

Convocatoria Ordinaria

El sistema de evaluación estará conformado por los siguientes hitos:

Primera Prueba Parcial (40%): Prueba escrita consistente en resolución de una parte teórica (test y

alguna pregunta de desarrollo de mediana extensión) y una parte práctica (problemas a resolver). Se realizará aproximadamente a mitad del cuatrimestre.

o Se valorará:

 Claridad de conceptos y capacidad de razonamiento demostrados.  Metodología seguida.

 Resolución correcta de los ejercicios prácticos.

o Prueba compensatoria bajo la condición de superar la nota de corte, establecida en cuatro (4) puntos sobre diez (10).

Segunda Prueba Parcial (40%): Con los mismos criterios que la primera prueba parcial, cubrirá la

segunda mitad de la asignatura y se realizará al final del cuatrimestre.

Trabajos y Prácticas (20%): Forman parte de este item las tareas asignadas a los alumnos para su

entrega en fecha. o Se valorará:

 Claridad de conceptos y capacidad de razonamiento demostrados.  Metodología seguida.

 Resolución correcta de los ejercicios prácticos planteados.

o Prueba compensatoria bajo la condición de superar la nota de corte, establecida en cuatro (4) puntos sobre diez (10).

Para poder superar la asignatura será necesario obtener, al menos, una nota de cuatro (4) puntos en cada uno de los ítems anteriores y un cinco (5) en la media ponderada de la totalidad de las calificaciones.

Se efectuará una prueba Final, posterior a los dos parciales, a aquellos alumnos que no hayan superado alguno de los criterios comentados anteriormente, extendiéndose dicha evaluación a aquellos que, voluntariamente, tengan aspiraciones a mejorar nota.

En el apartado de “Trabajos y Prácticas”, la no superación se habrá de solventar con la superación de una prueba práctica presencial.

Convocatoria de Septiembre:

Se evaluará, de forma análoga a la descrita para la Convocatoria Ordinaria, con una prueba en que el alumno será evaluado de los ítems que no hubiera superado en el régimen de Convocatoria Ordinaria.

(12)

Bibliografía y fuentes de referencia

Bibliografía básica

 Alarcón Álvarez, E., Álvarez Cabal, R., Gómez Lera, M.S. (1990) Cálculo Matricial de Estructuras, Ed.

Reverté, Barcelona.

 Argüelles Álvarez, R. (2005) Cálculo Matricial de Estructuras en Primer y Segundo Orden, Ed. Bellisco,

Madrid.

 Argüelles Álvarez, R. (1981) Cálculo de Estructuras. Tomo II, Escuela Técnica Superior de Ingenieros

de Montes, Madrid.

 Casanova‐Colón, J. (1999). Apuntes de Cálculo de Estructuras III. Ingeniería de Caminos, Canales y

Puertos. Universidad Politécnica de Valencia.

 Casanova‐Colón, J. (2007). Apuntes de Cálculo de Estructuras III. Ingeniería de Caminos, Canales y

Puertos. Universidad Politécnica de Valencia.

 González, J.R. y Samartín A. (1999), Cálculo de Estructuras, Colegio de Ingenieros de Caminos,

Canales y Puertos, Madrid.

 Jurado, J.A., Hernández, S. (2002) Análisis Estructural de Placas y Láminas, Ediciones Tórculo.

Bibliografía complementaria

 Albiges, M., Coín. Y Journet, H. (1970), Estudio de las estructuras por métodos matriciales, Editores

Técnicos Asociados, Barcelona.

 Livesley, R.K. (1964). Métodos matriciales para el cálculo de estructuras, Blume, Madrid, 1970.

 Monleón, S. (1999). Análisis de Vigas, Arcos, Placas y Láminas: una Presentación Unificada, Editorial

de la Universidad Politécnica de Valencia, Valencia.

 Oñate Ibánez, E. (1991) Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis estático

lineal, CIMNE, Barcelona.

 Sáez‐Benito, J.M. (1975). Cálculo Matricial de Estructuras Formadas por Piezas Prismáticas, Fondo

Editorial de Ingeniería Naval, Madrid.

 Zienkiewicz, O.C. & Taylor, R.L. (1994) El método de los Elementos Finitos. Ed. McGraw‐Hill,

Barcelona.

Web relacionadas

 http://www.cimne.com/

 http://www.mecanica.upm.es/

 Campus Virtual de la asignatura

 Se aconseja el uso de los textos disponibles en Ingebook a través de la página web de la biblioteca

(13)

Recomendaciones para el estudio y la Docencia

Para un adecuado aprovechamiento de la asignatura se recomienda:

 Participar en las clases de forma activa.

 Estudiar la asignatura diariamente, realizando los ejercicios propuestos y llevando un horario de

estudio regular desde el inicio de curso.

 Utilizar el Campus Virtual.

 Orientar el estudio al razonamiento argumentado de los contenidos de la asignatura.

 Consultar la Bibliografía.

 Acudir a Tutorías individuales, sin esperar a la proximidad de los exámenes

Asimismo, tanto

para un mejor aprovechamiento académico

como para fomentar los valores de

respeto y excelencia acordes con el espíritu universitario y con el ideario de UCAM, para las clases se exigirá:

 Asistencia (según Normativa interna de la Universidad).

 Puntualidad.

 Prescindir del uso de teléfonos móviles.

 Vestir con el decoro acorde al entorno académico (no se admite acudir en ropa de deporte o de

playa…)

Las excepciones que sean pertinentes en cada caso, respecto a los puntos anteriores, serán reguladas por el profesor de la asignatura y su Coordinador de Materia; siempre dentro del marco normativo establecido por la Universidad.

Material didáctico necesario

En las convocatorias de exámenes de la asignatura (que se publicarán tanto en el campus virtual como en el tablón de anuncios del departamento de ingeniería civil) el profesor/es responsable/s de la asignatura indicarán el tipo de material necesario y permitido.

(14)

Tutorías

Las tutorías tienen el fin de consolidar los conocimientos, habilidades y destrezas impartidos en las clases de la asignatura, a la vez que ayudarán en la resolución de cuestiones y dudas planteadas por los alumnos. Las horas dedicadas a tutorías se dedicarán también a la realización, seguimiento y valoración de trabajos que faciliten la comprensión de la metodología y sistemas de evaluación de la misma.

Sesiones de Tutoría en Grupo

Las sesiones de tutoría grupales se dedicarán a actividades que potencien el aprendizaje de los contenidos y procedimientos propios de la asignatura.

Los objetivos formativos planteados para la tutoría son:

 Ayudar al alumno a asimilar la metodología para la resolución de problemas.

 Orientar la realización de las prácticas y trabajos.

 Proporcionar perspectivas sobre la aplicación de los contenidos de la asignatura.

 Resolver dudas sobre los contenidos y ejercicios de la asignatura.

Para cubrir estos objetivos se planificarán las siguientes actividades formativas:

 Sesiones sobre la metodología para la resolución de problemas.

 Seminarios complementarios relacionados con la asignatura.

 Sesiones de refuerzo para aclaración de dudas y repaso de los conceptos importantes para la

inmediata preparación de exámenes.

Sesiones de Tutoría Individual

Las sesiones de tutoría individual se centrarán en:

 Orientación del estudio personal.

 Aclaración de las dudas, tanto conceptuales como metodológicas, a nivel personal.

 Seguimiento de las prácticas y ejercicios evaluables.

Para ello, el cauce general será la entrevista personal presencial. Para dichas sesiones conviene reservar cita con anterioridad, vía correo electrónico, con el fin de evitar solapamientos. El horario preferente será el de oficial de atención a los alumnos pero pueden habilitarse otros horarios previa cita.

Otros aspectos de la Tutoría.

La Universidad dispone de un Cuerpo Especial de Tutores que realiza tutoría personal con los estudiantes matriculados en la Titulación. El tutor/a personal acompaña a los estudiantes durante toda la etapa universitaria. Se puede consultar el siguiente enlace:

Figure

Actualización...

Related subjects :