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Grado en Ingeniería de Tecnologías Mineras

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Mecánica Estructural

Código asignatura
GITEMI01-2-002
Curso
Segundo
Temporalidad
Anual
Materia
Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Carácter
Obligatoria
Créditos
9
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Hours)
  • Tutorías Grupales (3 Hours)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
  • Clases Expositivas (63 Hours)
Guía docente

La asignatura se imparte en segundo curso, dentro del Módulo Fundamental y la materia Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras. Se trata de una asignatura anual de carácter obligatorio.

En esta asignatura se pretende que el estudiante alcance los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para la determinación del estado de tensiones y deformaciones en sólidos elásticos sometidos a cargas, así como para conocer y aplicar distintos criterios de agotamiento.

Los estudiantes se enfrentan por primera y única vez a esta materia, lo que obliga a proporcionarles una formación básica que les permita resolver los problemas que le surjan a lo largo de su vida profesional.

Es recomendable el conocimiento previo de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica del sólido rígido, así como conocimientos de cálculo diferencial e integral y álgebra de matrices.

Competencias generales:

  • CG1 Capacidad de análisis y síntesis
  • CG2 Capacidad de organización y planificación
  • CG3 Comunicación oral y escrita en la lengua nativa
  • CG5 Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio
  • CG6 Capacidad de gestión de la información
  • CG7 Resolución de problemas
  • CG8 Toma de decisiones
  • CG9 Trabajo en equipo
  • CG11 Habilidades en las relaciones interpersonales
  • CG12 Razonamiento crítico
  • CG13 Compromiso ético
  • CG14 Aprendizaje autónomo
  • CG15 Adaptación a nuevas situaciones y contextos diversos
  • CG16 Motivación por la calidad
  • CG17 Sensibilidad hacia temas medioambientales y de sostenibilidad
  • CG18 Motivación por la seguridad y prevención de riesgos laborables
  • CG19 Capacidades directivas
  • CG21 Capacidad para interrelacionar los conocimientos de las distintas especialidades del ámbito de formación
  • CG22 Iniciativa y espíritu emprendedor
  • CG23 Creatividad
  • CG24 Capacidad para gestionar de forma óptima el tiempo de trabajo y organizar los recursos disponibles

Competencias específicas:

  • CE13 Conocimiento de resistencia de materiales y teoría de estructuras
  • CE20 Conocimiento de procedimientos de construcción
  • CE40 Conocimiento de las bases de la teoría de la elasticidad y del análisis de estructuras mediante el método de elementos finitos

Resultados de aprendizaje

  • RA27.01. Identificar los distintos estados de tensiones y deformaciones (CG1, CG2, CG3, CG6, CG7, CG8, CG12, CG14, CG21, CE13, CE20, CE40).
  • RA27.02. Dimensionar elementos estructurales (CG1, CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG8, CG9, CG11, CG12, CG14, CG15, CG16, CG19, CG21, CG22, CG23, CG24, CE13, CE20, CE40).
  • RA27.03. Conocer las bases del cálculo por elementos finitos (CG1, CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG8, CG12, CG13, CG14, CG15, CG19, CG21, CG22, CG23, CG24, CE13, CE20, CE40).
  • RA27.04. Conocer los procedimientos de construcción (CG1, CG2, CG3, CG6, CG7, CG8, CG9, CG11, CG12, CG13, CG14, CG15, CG16, CG17, CG18, CG19, CG21, CG22, CG23, CG24, CE13, CE20, CE40).

Contenidos teóricos

Los contenidos de la asignatura se han organizado con arreglo a los siguientes temas, que se desarrollarán en este mismo orden:

Resistencia de materiales

  • Tema 01. Introducción a la elasticidad y resistencia de materiales y el cálculo de estructuras. Conceptos de sólido elástico, tensiones, deformaciones, comportamiento. Equilibrio, tensión admisible.
  • Tema 02. Tracción y compresión isostática. Esfuerzo y tensiones en tracción. Diagramas de esfuerzos.
  • Tema 03. Tracción y compresión hiperestática. Relaciones entre fuerzas exteriores y deformaciones.
  • Tema 04. Torsión isostática e hiperestática. Torsión en barras de sección circular. Esfuerzos y tensiones.
  • Tema 05. Esfuerzos cortantes y flectores. Cáclulo de diagramas de momentos flectores y esfuerzos cortantes.
  • Tema 06. Flexión. Análisis de tensiones. Flexión pura y flexión simple. Diagramas. Ley de Navier. Teorema de Colignon.
  • Tema 07. Flexión. Análisis de deformaciones. Ecuación de la elástica. Método de la carga unitaria.
  • Tema 08. Flexión hiperestática. Relaciones entre fuerzas exteriores y deformaciones. Método de las fuerzas.
  • Tema 09. Esfuerzos combinados. Núcleo central. Cargas excéntricas.
  • Tema 10. Cortadura. Simple y doble.
  • Tema 11. Análisis de tensiones. Tensor de tensiones. Círculos de Morh y cálculo de tensiones principales.
  • Tema 12. Pandeo. Concepto de inestabilidad. Carga crítica de pandeo y coeficientes de pandeo.

Análisis matricial de estructuras​

  • Tema 13: Introducción. Ecuaciones de equilibrio, comportamiento y compatibilidad.
  • Tema 14: Elemento muelle. Matrices de rigidez y fuerzas en el elemento muelle.
  • Tema 15: Elemento celosía. Matrices de rigidez y fuerzas en el elemento celosía.
  • Tema 16: Elemento viga 2 gdl. Matrices de rigidez y fuerzas en el elemento viga con giro en ambos lados.
  • Tema 17: Elemento viga 4 gdl. Matrices de rigidez y fuerzas en el elemento viga con giro y desplazamientos verticales en ambos lados.
  • Tema I: Introducción al método de los elementos finitos. Fundamentos del método.

Prácticas de laboratorio

Son prácticas con el objetivo de:

  • Afianzar los conocimientos expuestos en clase.
  • Aprender a manejar programas informáticos relacionados con los contenidos de clase.

El contenido de las prácticas se distribuye de la siguiente forma:

  • Práctica 01. Tracción-compresión. Ley de Hooke. 
  • Práctica 02. Diagramas de flectores y cortantes. 
  • Práctica 03. Flexión, tensiones normales. Ley de Navier. Cálculo de deformaciones. 
  • Práctica 04. Extensometría. Medición experimental de las deformaciones en un especimen con forma de T y cálculo de tensiones principales.
  • Práctica 05. Pandeo. Calcúlo experimental y teórico de la carga crítica de pandeo para barras de aluminio de diferente longitud.
  • Práctica 06. Diseño de una celosía. Uso de un programa para calcular los esfuerzos en una celosía. Los conceptos aprendidos en la parte de resistencia de materiales se utilizarán para elegir los perfiles adecuados.
  • Práctica 07. Diseño de un pórtico. Uso de un programa para calcular los esfuerzos en un pórtico. Los conceptos aprendidos en la parte de resistencia de materiales se utilizarán para elegir los perfiles adecuados.

La metodología a emplear en la docencia de esta asignatura se organiza como sigue:

Actividades presenciales

  • Clases expositivas (CE), 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 teóricos que se estén abordando.
  • Prácticas de aula (PA), 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 (PL), 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 (TutG).
  • Sesiones de evaluación (SE).

Actividades no presenciales

  • Trabajo en grupo (TG).
  • Trabajo autónomo (TA). 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.

 

 Actividades
presenciales
Actividades
no presenciales
 
TemaCEPAPLTutGSETotalTGTATotal 
13----3-44 
241---5-99 
34----4-99 
441---5-99 
54-2--6-99 
6414--9-99 
74----4-99 
831---4-99 
94--1-5-99 
1031---4-99 
114-2--6-99 
12412--7-99 
133----3-22 
1441-1-6-1010 
154-2--6-1010 
164-21-7-1010 
I3----3-00 
 ----33-00 
Total637143390-135135225

 

ModalidadesHoras%Total
Actividades
presensenciales
Clases Expositivas 632890
Prácticas de aula73
Prácticas de laboratorio146
Tutorías grupales3
Sesiones de evaluación31
Actividades
no presenciales
Trabajo en grupo- 135
Trabajo autónomo135100
 Total225  

En el sistema de evaluación, se distingue entre evaluación ordinaria, evaluación extraordinariaevaluación diferenciada.

Evaluación ordinaria y extraordinaria

La calificación final incluirá la suma ponderada de los siguientes sistemas de evaluación:

  • Examen parcial. Prueba presencial, escrita y de carácter teórico-práctico, sobre el contenido impartido en el primer semestre. El valor ponderado en la nota final será del 40%.
  • Examen final. Prueba presencial, escrita y de carácter teórico-práctico, sobre todo el temario, salvo para los alumnos que hayan liberado temario en el examen parcial. Para alumnos que hayan liberado, el valor ponderado en la nota final será del 35%. Para el resto, del 75%.
  • Prácticas de laboratorio. Asistencia a las prácticas de laboratorio y entrega de los informes. El valor ponderado en la nota final será del 25%.

Para aprobar la asignatura, se necesita: una nota final de 5 puntos sobre 10 y una nota mínima en el examen final de 4 puntos sobre 10. En el caso de no llegar a la nota mínima, la nota de la asignatura será la correspondiente a la del examen sin considerar las prácticas de laboratorio.

Evaluación diferenciada

La calificación final incluirá la suma ponderada de los siguientes sistemas de evaluación:

  • Examen final. Prueba presencial, escrita y de carácter teórico-práctico, sobre todo el temario y las prácticas del laboratorio. El valor ponderado en la nota final será del 100%.

Evaluación diferenciada para estudiantes a tiempo parcial**:

La calificación final incluirá la suma ponderada de los siguientes sistemas de evaluación:

  • Examen final. Prueba presencial, escrita y de carácter teórico-práctico, sobre todo el temario y las prácticas del laboratorio. El valor ponderado en la nota final será del 100%.

**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

  • Recursos colgados en el Campus Virtual.

Resistencia de materiales

  • "Timoshenko. Resistencia de Materiales". J. M. Gere (2002), Ediciones Paraninfo S.A, ISBN-13: 978-8497320658
  • "Mecánica de materiales. 6ª Edición". Beer Jonston (2013), McGraw-Hill, ISBN-13: 978-6071509345
  • "Resistencia de materiales. 3º Edición". Luis Ortiz Berrocal (2007), McGraw-Hill, ISBN-13: 978-8448156336
  • "Mecánica de materiales. 4ª Edición". Manuel Vázquez (200), Noela, ISBN-13: 978-8488012050

Análisis matricial de estructuras

  • "Matrix Analysis of Structures. 2º Edition". Aslam Kassimali (2011), CENGAGE Learning Custom Publishing, ISBN-13: 978-1111426200
  • "Matrix Structural Analysis. 2º Edition". William McGuire (2015), Createspace Independent Pub, ISBN-13: 978-1507585139
  • "Matrix Analysis of Structures". Robert E. Sennett (2000), Waveland Pr Inc, ISBN-13: 978-1577661436
  • "Cálculo matricial de estructuras en primer y segundo orden teoría y problemas". Ramón Argüelles Álvarez (2005), Bellisco, ISBN-13: 978-8496486126
  • "Cálculo matricial de estructuras". Manuel Vázquez (1992), Colegio de Ingenieros de Obras Públicas de Madrid, ISBN-13: 978-8460080466