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Cálculo de Estructuras
- Clases Expositivas (35 Hours)
- Prácticas de Aula/Semina (7 Hours)
- Tutorías Grupales (2 Hours)
- Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
La asignatura, encuadrada dentro de la materia MT09-Tecnología de las Estructuras del MC-Módulo Común, pretende que el estudiante alcance los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para la obtención de esfuerzos y desplazamientos en los elementos de estructuras sometidas a acciones externas que las hacen deformarse dentro de su rango elástico.
La materia correspondiente a Cálculo de Estructuras necesita de unos conocimientos de partida en Mátemáticas y Física, así como el estudio previo de la Elasticidad y Resistencia de Materiales. De hecho, en el plan de estudios del Grado en Ingeniería Civil la asignatura se enmarca dentro del grupo de materias denominado “Tecnología de Estructuras”, teniendo como asignatura precedente en este grupo “Elasticidad y Resistencia de Materiales”. Asimismo, dicho grupo de asignaturas continúa en el tercer curso del grado con “Estructuras de Hormigón” y “Estructuras Metálicas”.
Cálculo de Estructuras, por tanto, puede considerarse como la inmediata continuación de la Resistencia de Materiales clásica. Mientras que en la Resistencia de Materiales el objetivo suele ser obtener esfuerzos, tensiones, deformaciones y/o desplazamientos en secciones determinadas de elementos estructurales isostáticos o hiperestáticos simples, el Cálculo de Estructuras se centra en los métodos que permiten la obtención de esfuerzos y desplazamientos en estructuras más complejas.
Conocimientos básicos de Física, Mecánica y Resistencia de Materiales. Asimismo, para el estudio de la asignatura es recomendable haber cursado asignaturas de Matemáticas que incluyan cálculo diferencial e integral y álgebra de matrices.
Competencias generales:
- Se trabajarán las competencias generales/transversales indicadas en la memoria de verificación para esta asignatura.
Competencias específicas:
- Capacidad para analizar y comprender cómo las características de las estructuras influyen en su comportamiento. Capacidad para aplicar los conocimientos sobre el funcionamiento resistente de las estructuras para dimensionarlas siguiendo las normativas existentes y utilizando métodos de cálculo analíticos y numéricos.
De conocimientos básicos:
- Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
Comunes a la rama industrial:
- Conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales y de los métodos clásicos y numéricos para la resolución de problemas estructurales complejos.
Resultados del aprendizaje:
‐ Asimilación de los conceptos de tipología de elementos estructurales y sus diferencias.
- Ser capaz de comprender, afrontar y resolver el cálculo de una estructura.
‐ Asimilación del concepto, tipos y diagramas de esfuerzos y su relación con la respuesta de los elementos estructurales
- Conocer los métodos usados por los principales tipos de programas informáticos de cálculo estructural y utilizarlos para la resolución de diferentes tipologías de estructuras; análisis de tensiones, deformaciones, esfuerzos y desplazamientos.
Los contenidos de la asignatura se han dividido en las siguientes unidades didácticas (UD) y temas:
UD1: Introducción al análisis estructural
1.1 Introducción a las estructuras y modelización estructural.
1.2 Fundamentos del análisis estructural
UD2: Conceptos de Elasticidad y métodos de cálculo.
2.1 Conceptos de Elasticidad, el problema elástico.
2.2 El principio de trabajos virtuales (PTV)
UD3: Estructuras de barras
3.1 Tipos de estructuras de barras
3.2 Análisis estructural de Celosías
UD4: Análisis estructural matricial mediante métodos numéricos de elementos finitos (EF)
4.1 Introducción al cálculo matricial (EF)
4.2 Barras trabajando bajo esfuerzo axial (barras)
4.3 Barras trabajando bajo esfuerzos de flexión (vigas)
4.4 Barras trabajando bajo esfuerzos de axial y flexión (reticular)
UD5: Líneas de Influencia
5.1 Concepto de línea de influencia y determinación de líneas de influencia en estructuras isostáticas.
UD6: Pandeo Global de estructuras
6.1 Análisis en segundo orden, teoría de Euler
6.2 Estabilidad global (teoría de la viga-columna generalizada: EF)
UD7: Introducción al análisis dinámico de estructuras
7.1 Introducción al cálculo dinámico
7.2 Análisis estructural en Vibración libre
Las prácticas de la asignatura complementan la formación impartida en las clases teóricas ayudando a fijar los conceptos básicos del cálculo estructural a la vez que buscan el familiarizarse con el cálculo de estructuras con programas comerciales.
La metodología a emplear en la docencia de esta asignatura se organiza como sigue:
- Actividades presenciales
- Clases expositivas en las que el profesor presentará los diferentes conceptos teóricos relacionados con cada tema y los aplicará a la realización de ejercicios para aclarar los conceptos que se estén abordando.
- Prácticas de aula: el alumno, bajo la supervisión del profesor, realizará a lo largo del curso una serie de problemas que servirán de complemento a los realizados en las clases expositivas.
- Prácticas de laboratorio: el alumno desarrollará a lo largo del curso diferentes prácticas relacionadas con la materia impartida, con el fin de afianzar los conocimientos adquiridos en las clases expositivas.
- Tutorías grupales.
- Sesiones de evaluación: el alumno dispondrá de una única sesión de evaluación al final del semestre.
- Actividades no presenciales
- Trabajo autónomo. Se incluyen aquí las horas que el alumno debe dedicar para el estudio de la teoría, la realización de ejercicios, de problemas y de trabajos propuestos de carácter práctico relacionados con los temas impartidos en las clases expositivas.
- Trabajo de grupo. Se incluyen las actividades propuestas por el profesor que los alumnos deben realizar en equipo
"De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados"
TRABAJO PRESENCIAL | TRABAJO NO PRESENCIAL | ||||||||||||
Unidad didáctica | Horas totales | Clase Expositiva | Prácticas de aula /Seminarios/ Talleres | Prácticas de laboratorio /campo /aula de informática/ aula de idiomas | Prácticas clínicas hospitalarias | Tutorías grupales | Prácticas Externas | Sesiones de Evaluación | Total | Trabajo grupo | Trabajo autónomo | Total | |
1 | 18 | 3 | 1 | 4 | 6 | 8 | 14 | ||||||
2 | 6,5 | 1,5 | 1,5 | 3 | 2 | 5 | |||||||
3 | 25 | 5 | 1 | 6 | 12 | 7 | 6 | 13 | |||||
4 | 43 | 15 | 3 | 5 | 23 | 8 | 12 | 20 | |||||
5 | 15 | 3 | 1 | 4 | 5 | 6 | 11 | ||||||
6 | 21,5 | 4,5 | 1 | 2 | 7,5 | 6 | 8 | 14 | |||||
7 | 17 | 3 | 1 | 4 | 5 | 8 | 13 | ||||||
General | 4 | 2 | 2 | 4 | |||||||||
Total | 150 | 35 | 7 | 14 | 2 | 2 | 60 | 40 | 50 | 90 |
MODALIDADES | Horas | % | Totales | |
Presencial | Clases Expositivas | 35 | 58,33 | 60 |
Práctica de aula / Seminarios / Talleres | 7 | 11,67 | ||
Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas | 14 | 23,33 | ||
Prácticas clínicas hospitalarias | ||||
Tutorías grupales | 2 | 3,33 | ||
Prácticas Externas | ||||
Sesiones de evaluación | 2 | 3,33 | ||
No presencial | Trabajo en Grupo | 40 | 44,44 | 90 |
Trabajo Individual | 50 | 55,55 | ||
Total | 150 | 100 | 150 |
Dentro de la modalidad de evaluación continua existen una serie de actividades presenciales como: clases expositivas, prácticas de laboratorio, prácticas de aula o tutorías grupales. Para acogerse al sistema de evaluación en convocatoria ordinaria bajo esta modalidad, los estudiantes deberán superar un 80% de la "asistencia activa". El control de la "asistencia activa" a las actividades presenciales se realizará mediante los sistemas y métodos que los profesores consideren oportunos para cada actividad (lista de asistencia, entrega de ejercicios realizados durante la actividad presencial, actividades online realizadas en las actividades presenciales, etc.)
Habiendo cumplido el punto anterior, el sistema de evaluación en caso de convocatoria ordinaria consistirá en la evaluación de las 3 actividades siguientes (con la ponderación en la nota definitiva que se añade entre paréntesis):
- Examen presencial escrito que se divide en dos partes: a) teoría y b) práctica y que se realizará al final del semestre correspondiente (60%).
- Trabajos, tareas, ejercicios, tests o proyectos entregados a lo largo del curso (20%).
- Prácticas de laboratorio: trabajos, ejercicios o proyectos entregados a lo largo del curso (20%).
El examen presencial y las tareas relacionadas con las actividades de las prácticas de laboratorio se realizarán de forma individual. El resto de tareas incluídas en (2) podrán realizarse de forma individual o en grupos, según criterio del profesorado de la asignatura.
Para proceder a la calificación en convocatoria ordinaria se ha de obtener en la actividad 1), examen escrito, un mínimo del 35% en cada una de las partes del examen: a) y b) sobre su calificación correspondiente. En el caso de no obtener los mínimos requeridos en la actividad 1) de evaluación, la calificación obtenida en la convocatoria ordinaria será de suspenso con una nota numérica correspondiente a la obtenida en la actividad 1), independientemente de cual fuese la nota final obtenida como suma de las notas de cada actividad.
La nota obtenida en las actividades 2) y 3), durante un curso académico, es válida para todas las convocatorias de dicho curso académico. Opcionalmente, la nota obtenida en la actividad 2), así como la nota obtenida en la actividad 3), podrán mantenerse para todo el curso académico siguiente (sólo un curso académico más). No hay nota mínima para acogerse a esta opción.
Para las pruebas en convocatorias extraordinarias, si el alumno no ha realizado ninguna actividad relacionada con las actividades 2) y 3), el examen escrito (de carácter teórico-práctico) será la única prueba a realizar y se ponderará (al igual que en las pruebas ordinarias) en un 60%. Es decir, la máxima nota a la que puede optar un alumno que no haya realizado ninguna actividad relacionada con las actividades 2) y 3), es de 6 puntos (sobre 10). En caso contrario, es decir, que se haya realizado alguna de las actividades de evaluación incluidas en los apartados 2) ó 3) se seguirá el mismo sistema de calificación y evaluación que en las pruebas ordinarias.
En el caso de evaluación diferenciada, la evaluación se realizará de acuerdo a las siguientes actividades:
- (1) La nota del examen escrito, desarrollado al final del semestre y que se divide en dos partes: a) teórica y b) práctica (60%)
- (2) Tareas entregables similares y equivalentes a las realizadas en las prácticas de laboratorio de la asignatura (20%)
- (3) Trabajo individual sobre el cálculo numérico mediante elementos finitos de un elemento estructural o estructura (20%)
Las actividades (2) y (3) del sistema de evaluación diferenciada no implican presencialidad y se pueden seguir y realizar con la información que se ponga disponible a través del Campus Virtual de la asignatura.
Para proceder a la evaluación en evaluación diferenciada y de acuerdo a estas tres actividades, se seguirán las condiciones expuestas previamente para las respectivas convocatorias ordinaria y extraordinaria.
Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sustituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo siempre y cuando se justifique adecuadamente dicha necesidad de acuerdo a dicho reglamento. En cualquier caso, las actividades que conformen el mecánismo de evaluación y sus baremos de calificación correspondientes tendrán que estar de acuerdo a lo previsto en la memoria del título.
—Razón y ser de los tipos estructurales. E. Torroja. Ed. CSIC 2008. ISBN: 9788400086121
—Estructuras o por qué las cosas no se caen. J. E. Gordon. Ed. Calamar 2004. ISBN: 8496235068
—Apuntes de Teoría de Estructuras. Manuel López Aenlle, Marián García Prieto. Editorial Bellisco
—Curso de Análisis Estructural. Juán Tomás Celigüeta. Editorial EUNSA.
—Vázquez M. “Resistencia de Materiales” Ed. Noela. 1999.
—Vázquez M. López E. “El Método de los Elementos Finitos aplicado al análisis estructural” Ed. Noela. 2001
—M.A. Serrano, M.A. Castrillo, M. López Aenlle. “Estructuras. Formulario – Prontuario Vol1” Ediciones Bellisco 2ª Edición 2009
—E. Oñate, Cálculo de estructuras por el Método de los Elementos Finitos. CIMNE 1992
—F. París, J. Cañas, A. Fdez Canteli, MJ Lamela "Cálculo Matricial de Estructuras". Textos Universitarios Ediuno