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Guía Docente 2017/2018
CÁLCULO AVANZADO DE ESTRUCTURAS
ADVANCED STRUCTURAL ANALYSIS
Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
Modalidad de enseñanza presencial
hola Universidad Católica San Antonio de Murcia – Tlf: (+34) 968 278 160 [email protected] – www.ucam.edu
ÍNDICE
CÁLCULO AVANZADO 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 ...9
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
Tutorías ...14
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CÁLCULO AVANZADO DE ESTRUCTURAS
MÓDULO: (II) TECNOLOGÍA ESPECÍFICA MATERIA: INGENIERÍA DE LAS ESTRUCTURAS CARÁCTER: Obligatoria. Nº DE CRÉDITOS: 6 ECTSUNIDAD TEMPORAL: PROFESOR/A ASIGNATURA: PRIMER Curso Dr. D. Francisco Pellicer Martínez SEGUNDO Cuatrimestre [email protected] Dr. D. Javier Fernando Jiménez Alonso [email protected]
HORARIO ATENCIÓN ALUMNOS/AS:
Viernes 13,00 a 15,00 horas
COORDINADORES
Materia Dr. D. Pedro Castrillo Romón Curso Dr. D. Francisco Pellicer Martínez
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Breve descripción de la asignatura
Esta asignatura constituye la continuación natural de las asignaturas de Mecánica de Medios Continuos y Análisis Matricial de Estructuras impartidas en el primer semestre del máster.
El primer bloque de la asignatura se centra fundamentalmente en los métodos analíticos y semi‐analíticos de resolución del problema elástico, para seguidamente establecer los fundamentos del método de elementos finitos. Asimismo, se introduce el análisis estructural en segundo orden haciendo uso de métodos matriciales.
El segundo bloque de la asignatura se ocupa del análisis dinámico de estructuras y los aspectos básicos del proyecto sismorresistente. Asimismo, se introducen las bases para la evaluación de la integridad y el daño estructural.
Brief Description
This course is the natural continuation of the preceding courses ‘Continuum Mechanics’ and ‘Matrix structural analysis’ corresponding to the first semester.The first part of the course mainly focuses on the analytical and semi‐analytical methods for solving the elastic problem and, subsequently, the basics of the Finite Element Method are presented. Finally, the matrix formulation of second‐order structural analysis is also introduced. The second part of the course introduces the dynamic analysis of structural systems and the principles of the seismic structural design, as well as the basics of the fracture and damage evaluation.
Requisitos Previos
No se establecen requisitos previos.Objetivos
Introducir al alumno en el análisis avanzado de estructuras en ingeniería civil a partir de los conocimientos adquiridos en las asignaturas precedentes de formación básica.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
(TE2) Conocimiento y capacidad para el análisis estructural mediante la aplicación de los métodos y programas de diseño y cálculo avanzado de estructuras, a partir del conocimiento u comprensión de las solicitaciones; y su aplicación a las tipologías estructurales de la Ingeniería Civil. Capacidad para realizar evaluaciones de integridad estructural.Resultados del aprendizaje
Conocer, comprender y detectar las solicitaciones en las estructuras. Diseñar estructuras y edificaciones de obra civil. Proyectar estructuras y edificaciones de obra civil.
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 TOTAL 150 60 90
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.
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Temario
Programa de la enseñanza teórica
BLOQUE I: ESTÁTICA.TEMA 1. MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA ELÁSTICO
.
Revisión de los métodos de rigidez y flexibilidad. Métodos analíticos y semi‐analíticos. Función de Airy. Forma débil del problema elástico. El Método de los Elementos Finitos. El Método de las Banda Finitas.
TEMA 2. ANÁLISIS ESTRUCTURAL EN SEGUNDO ORDEN.
Fundamentos generales del análisis no‐lineal geométrico. Introducción al análisis matricial de estructuras en segundo orden.
BLOQUE II: DINÁMICA
TEMA 1. SISTEMAS DINÁMICOS DE UN GRADO DE LIBERTAD
.
Ecuación de la dinámica para sistemas de un grado de libertad (SDOF). Análisis de un sistema en vibración libre. Análisis en el dominio del tiempo. Integral de Duhamel. Análisis en el dominio de la frecuencia. Transformada de Fourier. Análisis SDOF frente a carga armónica. Amortiguamiento. Análisis SDOF frente a carga periódica. Análisis SDOF frente a carga impulsiva. Métodos de integración numérica. Métodos de Newmark‐Beta para SDOF. Autoexcitación. TEMA 2. SISTEMAS DINÁMICOS DE VARIOS GRADOS DE LIBERTAD. Ecuación de la dinámica para sistemas de múltiples grados de libertad (MDOF) y sistemas continuos. Definición de las matrices de rigidez, masa y amortiguamiento. Vibración libre de un MDOF. Modos de vibración. Superposición modal. Normalización. Respuesta dinámica de sistemas bajo cargas generales. Métodos de Newmark‐Beta para MDOF. Formulación incremental.
TEMA 3. PROYECTO SISMORRESISTENTE
.
Definición de la acción sísmica mediante acelerogramas y espectros elásticos de respuesta. Método de cálculo sísmico basado en los espectros de respuesta. Método de cálculo sísmico basado en la integración temporal de acelerogramas reales o analíticos. Evaluaciones de integridad y daño estructural.
Programa de la enseñanza práctica
PRÁCTICA 1.‐ Práctica de laboratorio 1: “Elasticidad y elementos estructurales”. PRÁCTICA 2.‐ Práctica de laboratorio 2: “Dinámica de estructuras”. PRÁCTICA 3.‐ Desarrollo de un trabajo práctico sobre alguna de las temáticas propuestas.Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios
ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS. MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN ESTRUCTURAS. TIPOLOGÍA DE ESTRUCTURAS PUENTES TÚNELES Y CIMENTACIONES ESPECIALES PATOLOGÍA Y VIDA ÚTIL DE ESTRUCTURASSistema 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.
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Bibliografía y fuentes de referencia
Bibliografía básica
Argüelles Álvarez, R. (1981) Cálculo de Estructuras. Tomo I y II, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, Madrid. Vázquez M. López E. (2001) El Método de los Elementos Finitos aplicado al análisis estructural. Ortíz Berrocal, L. (1981) Elasticidad. Tercera Edición. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. McGraw‐Hill. Madrid.
Chopra, A.K. (2012) Dynamics of structures: theory and applications to earthquake engineering, Ed. Prentice‐Hall.
Bibliografía complementaria
Car, E., López Almansa, F., Oller, S. (2000) Estructuras sometidas a acciones dinámicas, CIMNE, Barcelona. Clough, R.W., Penzien, J. (1993) Dynamics of structures, Ed. Mc Graw‐Hill, New York. Paz, M. (1992) Dinámica estructural: teoría y cálculo, Ed. Reverté, Barcelona. Monleón Cremades, S. (1999), Análisis de vigas, arcos, placas y láminas: una presentación unificada, Universidad Politécnica de Valencia.
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 virtual de UCAM.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…)
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.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.
