Nombre: ESTRUCTURAS DE EDIFICACIÓN 1
Código: 519102008
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: TORRANO MARTÍNEZ, MANUEL SANTIAGO
Área de conocimiento: Mecánica de Medios Continuos y T. de Estructuras
Departamento: Estructuras, Construcción y Expresión Gráfica
Teléfono: 868071178
Correo electrónico: santiago.torrano@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 5
Nº de sexenios: 0
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Responsable de los grupos: G1, G2
Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos. Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico. Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier tipo de solicitación. Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico. Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico. Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en Elasticidad y Resistencia de Materiales. Aplicar los conocimientos adquiridos al dimensionado de una estructura básica. Asociar los conocimientos adquiridos en la asignatura con los casos reales relacionados con su área de estudio. Conocer las hipótesis y principios fundamentales en los que se basa la Teoría lineal de estructuras. Formular y aplicar modelos fisicomatemáticos adecuados para predecir desplazamientos, esfuerzos y deformaciones en estructuras. Interpretar los resultados obtenidos en el análisis estructural. Comprensión del comportamiento fundamental de los suelos, así como de la importancia de una investigación de campo.
Capacidad de análisis y resolución de problemas sencillos de cimentaciones.
Elasticidad: Deformaciones, tensiones, leyes de comportamiento, criterios de plasticidad y de rotura, teoremas energéticos. Resistencia de materiales: el modelo de barras, cálculo de esfuerzos, esfuerzo axil, flexión pura, flexión desviada, flexión simple, flexión compuesta y flexión compuesta desviada, torsión uniforme, flexión plástica, desplazamientos en flexión, sistemas hiperestáticos, inestabilidad de barras comprimidas.
Unidad didáctica I. Introducción
T1. Introducción a la mecánica del sólido elástico lineal. Mecánica del sólido rígido y mecánica del sólido deformable. Hipótesis básicas de la elasticidad y de la resistencia de materiales. Concepto de energía de deformación. Modelo matemático para el análisis de sólidos deformables. Ecuaciones fundamentales.
Unidad didáctica II. Solicitaciones
T2. El modelo de barras: cálculo de esfuerzos. Definición de barra prismática. Tipos de uniones. Estructuras isostáticas y estructuras hiperestáticas. Definición de esfuerzos (solicitación). Ecuaciones de equilibrio. Leyes de esfuerzos. Diagramas de esfuerzos.
Unidad didáctica III. Conceptos y ecuaciones básicas de la elasticidad
T3. Tensiones. Concepto de tensión. Componentes del vector tensión. Denominación de las tensiones. Criterio de signos. Fórmula de Cauchy. El tensor de tensiones. Ecuaciones de equilibrio interno. Cambio de sistema de referencia. Tensiones principales. Valores máximos de las componentes intrínsecas de la tensión. Tensión plana. Representación del estado tensional en el entorno de un punto. Círculos de Mohr.
T4. Deformaciones. Concepto de deformación. Deformación en el entorno de un punto. Deformación plana. Representación del estado tensional en el entorno de un punto. Círculos de Mohr.
T5. Leyes de comportamiento. Ley general de comportamiento elástico-lineal. Relaciones experimentales entre tensiones y deformaciones. Ley de Hooke generalizada para materiales homogéneos e isótropos.
T6. Criterios de plasticidad y de rotura. Criterio de plasticidad para materiales sujetos a un estado triaxial de tensiones. Criterio de plasticidad de Von Mises. Criterio de plasticidad de Tresca. Comparación de los criterios de plasticidad de Von Mises y de Tresca. Criterio de rotura de Mohr para materiales frágiles sujetos a un estado plano de tensiones.
Unidad didáctica IV. Cálculo tensional en régimen elástico
T7. El esfuerzo axil. Distribución de tensiones normales estáticamente equivalentes a esfuerzos axiles. Deformaciones elásticas y desplazamientos debidos a un axil centrado. Sistemas hiperestáticos sometidos a esfuerzo axil. Cargas térmicas y falta de ajuste. Dimensionado y comprobación de secciones sometidas a esfuerzo axil. Expresión de la energía de deformación en sólidos elásticos sometidos a esfuerzo axil.
T8. Flexión pura y flexión compuesta. Distribución de tensiones normales estáticamente equivalentes a momentos flectores. Flexión pura. Ley de Navier. Flexión desviada. Módulo resistente. Dimensionado y comprobación de secciones sometidas a flexión pura y desviada según el CTE. Flexión compuesta y flexión compuesta desviada. Distribución de tensiones normales estáticamente equivalentes a la combinación de esfuerzos axiles y momentos flectores. Flexión compuesta. Flexión compuesta desviada. Núcleo central. Dimensionado y comprobación de secciones sometidas a flexión compuesta y flexión compuesta desviada. Expresión de la energía de deformación en sólidos elásticos sometidos a flexión pura y a flexión compuesta/flexión compuesta desviada.
T9. Flexión simple. Distribución de tensiones tangenciales estáticamente equivalentes a esfuerzos cortantes. Distribución de tensiones tangenciales estáticamente equivalentes a esfuerzos cortantes en barras de sección maciza. Distribución de tensiones tangenciales estáticamente equivalentes a esfuerzos cortantes en barras de pared delgada. Centro de esfuerzos cortantes. Expresión de la energía de deformación en sólidos elásticos sometidos a esfuerzo cortante.
T10. Torsión uniforme. Distribución de tensiones tangenciales estáticamente equivalentes a un momento torsor. Torsión uniforme en barras prismáticas de sección circular. Teoría elemental de la torsión. Torsión uniforme en barras prismáticas de sección no circular maciza. Torsión uniforme en barras prismáticas de secciones transversales cuadradas y rectangulares. Torsión uniforme en barras prismáticas de pared delgada. Sistemas hiperestáticos sometidos a torsión uniforme. Torsión no uniforme en barras prismáticas. Expresión de la energía de deformación en sólidos elásticos sometidos a torsión uniforme.
Unidad didáctica V. Cálculo tensional en régimen plástico
T11. Flexión plástica. Modelado del comportamiento del material. Plastificación de la sección en flexión pura. Plastificación de la sección en flexión compuesta. Plastificación en secciones sometidas a flexión simple. Formación de rótulas plásticas.
Unidad didáctica VI. Cálculo de desplazamientos y estructuras hiperestáticas
T12. Desplazamientos en flexión. Ecuación diferencial de la curva elástica. Teoremas de Mohr. Trazado aproximado de la deformada de una estructura. Deformaciones debidas a tensiones tangenciales.
T13. Sistemas hiperestáticos. Método de las fuerzas para el cálculo de sistemas hiperestáticos. Sistemas hiperestáticos sometidos a flexión.
Unidad didáctica VII. Inestabilidad elástica de barras comprimidas
T14. Inestabilidad elástica de barras comprimidas. Estabilidad. Problema de Euler. Dependencia entre la carga crítica y las condiciones de apoyo de la barra. Dominio de aplicación de la fórmula de Euler. Compresión excéntrica de una barra esbelta. Dimensionado a pandeo según el CTE.
P1. Introducción al programa MEFI: Codificación de una estructura. Cálculo de reacciones y leyes de esfuerzos de estructuras simples.
El objetivo de este ejercicio es introducir al alumno en el uso de programas informáticos para el cálculo de estructuras y dotarles de una herramienta informática que les ayude en la asimilación de conceptos básicos de la asignatura.
P2. Cálculo y representación del estado tensional y de deformación en un punto mediante programas de cálculo numérico.
El objetivo de este práctica es introducir al alumno en el uso de programas de cálculo numérico en la aplicación de conceptos básicos de elasticidad.
P3. Cálculo de propiedades estáticas de secciones.
El objetivo de esta práctica es que el alumno practique el cálculo de propiedades estáticas de secciones, utilizando un software informático.
P4. Dimensionado de estructuras en flexión.
El objetivo de esta práctica es el dimensionado de elementos resistentes sometidos a solicitaciones de flexión.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Unit I. Introduction
T1. Assumptions of Strength of Materials
Unit II. Beams
T2. Simple beams. Analysis for internal forces
Unit III. Elasticity
T3. Strains
T4. Stress
T5. Stress-Strain relations
T6. Yield Criterions
Unit IV. Elastic stress in beams
T7. Normal stresses under axial loading
T8. Axial and biaxial bending in beams - Combined bending an axial load
T9. Shear of beams
T10. Torsion
Unit V Plastic bending
T11. Plastic bending
Unit VI. Deflection of beams and statically indeterminate structures
T12. Deflection of beams
T13. Statically indeterminate structures
Unit VII. Buckling
T14. Buckling
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clases teórica impartidas por el profesor con apoyo de material audiovisual. Resolución de dudas planteadas por los alumnos. En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
-Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
Clases de resolución de problemas por el profesor. Resolución de dudas planteadas por los alumnos. En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
-Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
- Asociar los conocimientos adquiridos en la asignatura con los casos reales relacionados con su área de estudio.
Prácticas en los laboratorios del Departamento con modelos que permitan al alumno verificar los conocimientos teóricos adquiridos en la asignatura. Tras la práctica se entregará un breve informe de la misma. En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier tipo de solicitación.
48
100
Clase en laboratorio: prácticas.
0
100
Clase en campo o aula abierta (visitas técnicas, conferencias, etc.).
0
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Prácticas en el Aula de Informática con programas que sirvan de herramienta para el aprendizaje de los conceptos básicos de la asignatura. Tras la práctica se entregará un informe de la misma. En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
- Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en Elasticidad y Resistencia de Materiales.
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
8
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Se realizarán dos pruebas escritas, de tipo individual, distribuidas a lo largo del curso. Esto permite comprobar el grado de consecución de las competencias específicas.
Los resultados del aprendizaje que siguen serán evaluados:
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final).
Realización de exámenes en convocatorias oficiales, estructurados de forma que sus partes tengan equivalencia con las actividades de evaluación continua.
Los resultados del aprendizaje que siguen serán evaluados:
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
4
100
Tutorías.
Resolución de dudas sobre teoría, problemas, prácticas y tareas. En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
- Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en Elasticidad y Resistencia de Materiales.
- Aplicar los conocimientos adquiridos al dimensionado de una estructura básica.
- Asociar los conocimientos adquiridos en la asignatura con los casos reales relacionados con su área de estudio.
2
50
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Estudio de la asignatura, realización de trabajos e informes. En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
- Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en Elasticidad y Resistencia de Materiales.
- Aplicar los conocimientos adquiridos al dimensionado de una estructura básica.
- Asociar los conocimientos adquiridos en la asignatura con los casos reales relacionados con su área de estudio.
Estudio individual: Tiempo dedicado al estudio de la materia. El alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
-Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
114
0
Uso del aula informática y TIC's
Se realizarán cuatro prácticas utilizando medios informáticos. En la primera se introduce al alumno en el uso de programas informáticos para cálculo de estructuras, así como en el uso de prontuarios informáticos. En la segunda práctica el alumno utilizará programas de cálculo numérico para el estudio de conceptos básicos de elasticidad. En la tercera práctica el alumno calculará las propiedades estáticas de una serie de secciones. En la quinta práctica el alumno dimensiona a flexión elementos estructurales sencillos. Todas las prácticas tienen una duración de 2 horas. Al finalizar cada práctica el alumno entregará un informe de prácticas. En algún caso, también será necesario realizar un trabajo adicional en casa.
En ellas el alumno adquiere los resultados del aprendizaje que siguen:
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en Elasticidad y Resistencia de Materiales.
20 %
Evaluación formativa
Se realizarán dos parciales durante el curso (E1 y E2). El primer parcial comprenderá las unidades didácticas I, II y III. El segundo parcial comprenderá las unidades didácticas IV, V, VI y VII.
El peso de cada parcial en la calificación final será de un 40%.
Los resultados del aprendizaje que siguen serán evaluados:
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
En las observaciones se especifican más detalles.
80 %
Uso del aula informática y TIC's
Se realizará un examen de prácticas utilizando medios informáticos. El examen tendrá una duración de 4 horas. Los resultados del aprendizaje que siguen serán evaluados en este examen:
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Conocer y manejar herramientas informáticas útiles en Elasticidad y Resistencia de Materiales.
20 %
Prueba final individual
La prueba abarcará el conjunto del temario de la asignatura.
Los resultados del aprendizaje que siguen serán evaluados:
- Aplicar las ecuaciones básicas de la elasticidad: Calcular tensiones y deformaciones en sólidos elásticos.
- Calcular solicitaciones y esfuerzos actuantes en un sistema estructural básico.
- Calcular el estado tensional elástico y plástico en secciones de elementos estructurales sometidos a cualquier
tipo de solicitación.
- Calcular desplazamientos en puntos de estructuras sencillas básico.
- Comprobar a resistencia, rigidez y estabilidad un sistema estructural básico.
80 %
Criterios de superación de la asignatura:
- Obtener una calificación mínima de 4.0 puntos sobre 10 en cada uno de los exámenes parciales (E1 y E2).
- Obtener una calificación media entre los dos parciales superior a 4,5 puntos sobre 10.
(E1+E2)/2 >= 4,5
- En el caso de optar por el sistema de evaluación final, se deberá obtener una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en cada una de las dos partes en que se divide el examen teórico.
- No se pide una nota mínima en prácticas (NP).
- Obtener una calificación ponderada (NF) superior o igual a 5,0 puntos sobre 10. En cada sistema de evaluación, la nota final de la asignatura será
NF=0,4·E1+0,4·E2+0,2·NP
- Se guardan las calificaciones de los exámenes parciales, cuando se cumplan con los mínimos anteriormente establecidos, si se opta por el sistema de evaluación continua. En el caso de optar por el sistema de evaluación final, sólo se mantiene la nota obtenida en el examen de prácticas para la convocatoria extraordinaria de julio. Si un estudiante se presenta a una actividad del sistema de evaluación final habiendo superado las calificaciones mínimas de la actividad correspondiente del sistema de evaluación continua, se entenderá que renuncia a la calificación obtenida en dicha actividad del sistema de evaluación continua.
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Autor: Torrano Martínez, Manuel Santiago
Título: Apuntes de elasticidad y resistencia de materiales
Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena
Fecha Publicación: 2011
ISBN: 9788496997721
Autor: Alonso Durá, Adolfo
Título: Introducción a las estructuras de edificación
Editorial: Universidad Politécnica de Valencia
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788483631959
Autor: Alonso Durá, Adolfo
Título: Introducción a las estructuras de edificación ejercicios
Editorial: Universidad Politécnica de Valencia
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788483632079
Autor: Gere, James M.
Título: Resistencia de materiales
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 2009
ISBN: 8497320654
Autor: Ortiz Berrocal, Luis
Título: Elasticidad
Editorial: Mc-Graw-Hill
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 9788448182298
Autor: Ortiz Berrocal, Luis.
Título: Resistencia de materiales
Editorial: McGraw-Hill/Interamericana,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788448156336
Autor: Philpot, Timothy A.
Título: Mechanics of materials an integrated learning system
Editorial: Wiley
Fecha Publicación: 2012
ISBN: 9781118083475
Autor: Beer, Ferdinand P.
Título: Mecánica de materiales
Editorial: McGraw-Hill,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9701061012
Autor: Sadd, Martin H.
Título: Elasticity theory, applications, and numerics
Editorial: Elsevier
Fecha Publicación: 2005(2004)
ISBN: 0126058113
Autor: Armenàkas, Anthony E.
Título: Advanced mechanics of materials and applied elasticity
Editorial: Taylor & Francis,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 0849398991