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34235 - CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

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Responsable académico: Ramón GONZÁLEZ DRIGO
Tipo Optativa de especialidad
Cuatrimestre 2Q
ECTS 5
Periodicidad de la oferta Anual
Idioma Catalán/Castellano

Objetivos

La asignatura presenta los fundamentos teóricos y la aplicación práctica de diferentes métodos de análisis estructural. La asignatura enfoca tres grandes temas. El primero es el que hace referencia al Análisis Matricial de Estructuras. En este primer tema el objetivo es establecer criterios y desarrollar capacidades y habilidades que llevan a modelizar y analizar una estructura utilizando el cálculo matricial y para que se cumplan todos los requisitos de resistencia y la función para la que ha sido diseñada. El segundo tema es el Cálculo Plástico de Estructuras. Aquí el objetivo consiste en adquirir capacidades de cálculo de bigas y pórticos con formación de rótulas plásticas. El tercer tema es la Teoría de Placas. El objetivo aquí es conocer, y ser capaz de escoger entre, las diferentes aproximaciones para modelizar y calcular placas de diferentes formas y con diferentes condiciones de apoyo.

Contenidos

  • PARTE I – ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS
    • Tema 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS ESTRUCTURAL. Introducción. Concepto de estructura en ingeniería mecánica. Definiciones generales. Clasificación de las estructuras. Condiciones de contorno. Equilibrio y compatibilidad. Linealidad y principio de superposición. Indeterminación estática. Grado de hiperestatismo. Indeterminación cinemática. Grado de traslacionalidad. Clasificación de los métodos de análisis.
    • Tema 2. ACCIONES EN LAS ESTRUCTURAS. Introducción. Acciones en la edificación. Tipos de acciones. Hipótesis de carga.
    • Tema 3. LOS MÉTODOS MATRICIALES DE ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS. Introducción. Principios fundamentales. Definición geométrica de la estructura. Sistemas de referencia (global y local). Cargas actuantes y estados de carga. Forma matricial de las ecuaciones elásticas. Conceptos de rigidez y flexibilidad de de una pieza de plano medio. Transformación de coordenadas. Esfuerzos y desplazamientos en coordenadas locales. Ecuaciones elásticas de una pieza de plano medio en coordenadas globales.
    • Tema 4. EL MÉTODO DE RIGIDEZ. Introducción. Estructuras reticuladas de plano medio. Ensamblaje de la matriz de rigidez de la estructura. Condiciones de contorno. Cálculo de desplazamientos. Cálculo de reacciones. Cálculo de fuerzas de extremo en las piezas. Articulaciones. Ejemplos.
    • Tema 5. TIPOLOGÍAS DE ESTRUCTURAS DE BARRAS. Introducción. Emparrillados planos. Estructuras reticuladas espaciales. Estructuras articuladas planas. Estructuras articuladas espaciales.
    • Tema 6. MATRICES DE RIGIDEZ, FLEXIBILIDAD Y EQUILIBRIO. Introducción. Ecuaciones de equilibrio y movimiento de sólido rígido. Matrices de flexibilidad y rigidez de una pieza prismática. Aplicaciones. Piezas formadas por elementos en serie. Estructuras de barras conectadas en serie y en paralelo. Nudos de tamaño finito. Nudos elásticos.
    • Tema 7. MATRICES DE TRANSFERENCIA Y MÉTODO DE ANÁLISIS POR SUBESTRUCTURAS. Introducción. Matriz de transferencia de una barra recta. Matriz de transferencia de una estructura reticulada. Estructuras reticuladas con soportes intermedios. Métodos de análisis por subestructuras.
  • PARTE 2 – ANÁLISIS PLÁSTICO DE ESTRUCTURAS Y TEORÍA DE PLACAS
    • Tema 8. ANÁLISIS PLÁSTICO DE ESTRUCTURAS DE BARRAS. Plasticidad unidimensional. Momento resistente plástico. Estructuras con barras sometidas a tracción. Pórticos y vigas en flexión dominante con formación de rótulas plásticas.
    • Tema 9. TEORÍA DE PLACAS. Introducción. Teoría básica de flexión de placas. Soluciones Analíticas: Placas rectangulares y circulares. Método de Kirchhoff y métodos energéticos. Aproximación por diferencias finitas.

Enfoque de la metodología docente

Clases expositivas, resolución de problemas y realización de sesiones de prácticas por ordenador.

Método de evaluación

Resolución de una colección de problemas. Prácticas de cálculo de estructuras realizadas por ordenador. Dos pruebas escritas parciales correspondientes, cada una, a ambas partes del temario. Prueba final escrita sobre el temario de toda la asignatura.

Recursos para la enseñanza

  • Biblioteca
  • Centro de cálculo
  • Librería de programas

Bibliografía

Existen muchos libros y muy buenos que tratan la temática del curso. Algunos libros a recomendar son los siguientes:

 

  • CERVERA, M. y BLANCO, E. Mecánica de Estructuras. Libro 2: Métodos de análisis. Ediciones UPC, Barcelona. 2002.
  • BLANCO, E., CERVERA, M. y SUÁREZ, B. Análisis matricial de estructuras Edita CIMNE, Barcelona, 2007.
  • HIBELLER, R.C. Structural Analysis. Edita Prentice Hall. 7ª edición. 2009.
  • WEST, H.H. Fundamentals of Structural Analysis. Edita J.Wiley and sons. 1993.
  • TIMOSHENKO S.P. y WOINOWSKY-KRIEGER, S. Teoría de placas y láminas, Editorial Urmo. Bilbao, 1975.
Última modificación: Junio 2011
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