ÍNDICE:

      OBJETIVOS.

      PROGRAMA DE TEORÍA Y PRÁCTICAS.

      PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO.

      NORMAS DE EVALUACIÓN.

      BIBLIOGRAFÍA.

OBJETIVOS.

El cálculo de estructuras se basa en el estudio de la estabilidad y resistencia de las construcciones de manera que bajo las acciones que ellas han de soportar tanto las fuerzas internas -denominadas tensiones- como las deformaciones que se presentan han de quedar dentro de ciertos límites establecidos.

La enseñanza del Cálculo de Estructuras e Instalaciones Industriales tendrá como objetivo contribuir a desarrollar en los alumnos y alumnas las siguientes capacidades:

·         Desarrollar la habilidad de manejar los métodos, leyes y principios básicos del cálculo estructural e instalaciones industriales aplicándolos a situaciones concretas.

·         Usar adecuadamente el vocabulario específico, los recursos gráficos, las unidades, la simbología, etc...  para expresar y comunicar ideas.

·         Desarrollar una actitud de indagación y curiosidad hacia el cálculo estructural y las instalaciones industriales, así como,  sus implicaciones en el desarrollo de la tecnología, la ciencia y la sociedad.

·         Utilizar en los procesos de trabajo, actividades, etc... propios de la asignatura, los conocimientos y habilidades adquiridos en otras disciplinas.

·         Participar en la realización de actividades con autonomía y creatividad, manteniendo una actitud abierta y crítica en la organización del trabajo individual y colectivo.

·         Potenciar el sentimiento de autoestima producido por la solución de los problemas planteados.

·         Valorar la importancia de trabajar como miembro de un equipo, con actitud de cooperación, tolerancia y solidaridad.

·        Conocer y respetar las normas, reglamentos, etc... que regulan la actividad técnica y sus consecuencias.

PROGRAMA DE TEORÍA Y PRÁCTICAS.

   FUNDAMENTOS.

Introducción.- Diseño y cálculo.- Hipótesis básicas.- Relaciones fundamentales.- Condiciones de contorno.- Determinación e indeterminación estática.- Métodos de cálculo.- Clasificación de las estructuras; materiales.- Estado actual de desarrollo de las estructuras metálicas.

SISTEMAS DE NUDOS ARTICULADOS

   Teoría general; celosías isostáticas.

Principios de cálculo.- Celosías canónicas, compuestas y complejas.- Tipología.

Celosías isostáticas.- Reacciones.- Método de los nudos.- Método de Ritter.- Cálculo de estructuras compuestas y complejas.

   Celosías hiperestáticas. Movimientos.

Principio del P.T.V..- Cálculo de esfuerzos por el método de compatibilidad.- Aplicaciones del método de Castigliano.

Movimientos: Cálculo mediante el P.T.V..- Aplicaciones del método de Castigliano.

LINEAS DE INFLUENCIA

   Vigas y pórticos.

El P.T.V. en vigas y pórticos.- Teorema de reciprocidad.- Líneas de influencia.-  Aplicación del P.T.V. en equilibrio de sólidos rígidos.- Aplicación del teorema de reciprocidad.- Vigas isostáticas, vigas Gerver y vigas hiperestáticas; pórticos.- Método de la carga fija.

   Celosías.

L.d.i. y reacciones en celosías isostáticas.- Aplicaciones del P.T.V. y del método de la carga fija a celosías simples y compuestas.- Teorema de reciprocidad en celosías.- celosías hiperestáticas.

ARCOS

   Fundamentos.

Generalidades.- Arcos triarticulados.- Teoría del arco.- Ecuaciones generales y referidas a los ejes elásticos.

   Aplicaciones.

Cálculo de los coeficientes de rigidez y transmisión.- Arcos biarticulados simétricos: distintas solicitaciones exteriores.- Arcos empotrados simétricos.- Arcos asimétricos.- Grafostática del arco.

ESTRUCTURAS DE NUDOS RÍGIDOS

CALCULO MATRICIAL

   Conceptos generales.

Razón de los modernos métodos matriciales.- Linealidad, superposición y métodos de análisis de estructuras.- Discretización.- Grados de libertad; coordenadas.- Concepto de rigidez y flexibilidad.- Cálculo de los coeficientes de rigidez y flexibilidad.

   Matrices elementales.

Métodos de cálculo.- Sistemas de coordenadas.- Matrices elementales de rigidez y flexibilidad.- Transformación de coordenadas.- Matriz de rigidez de elementos de sección constante por tramos.

   El método directo de rigidez.

El elemento y la estructura.- Análisis de una estructura articulada plana.- Cálculo de una estructura plana de nudos rígidos.- Formación de la matriz de rigidez de una estructura.- Aplicación de las condiciones de contorno: cálculo de reacciones.- Cálculo de los esfuerzos en los elementos.

   Problemas particulares en el método directo de la rigidez.

Movimientos y deformaciones especiales.- Cargas aplicadas sobre los elementos.- Asientos en los apoyos.- Cargas térmicas.- Faltas de ajuste en los elementos de la estructura.- Apoyos no concordantes.- Apoyos elásticos.- Barras con libertades.

   Otros métodos; el método de la flexibilidad.

INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS POR ELEMENTOS FINÍTOS.

   Conceptos generales.

Discretización de sistemas continuos. Subdivisiones.

   Matrices de rigidez de los elementos finitos en elasticidad plana.

Introducción. Algunos elementos finitos en elasticidad plana. Elementos finitos triangulares. Elementos finitos rectangulares. Ensamblaje de la matriz de rigidez. Fuerzas nodales estáticamente equivalentes.

   Desplazamientos, tensiones y reacciones.

Alteraciones de la matriz de rigidez por las condiciones de contorno: Ecuación matricial reducida. Apoyos concordantes. Apoyos deslizantes no concordantes. Apoyos elásticos. Desplazamientos forzados.

Desplazamiento de los nodos. Tensiones y deformaciones del elemento finito. Reacciones.

   Aplicaciones.

Ejemplos de discretizaciones triangulares.

   Programación.

ESTADO PLÁSTICO

   Comportamiento plástico de las estructuras.

Introducción.- Diagramas.- Fundamentos de cálculo: método de los estados límites.- Teoría de la plasticidad.- Comportamiento plástico de vigas y estructuras de celosías.- Diseño plástico.

APLICACIONES CONSTRUCTIVAS

   Estructuras metálicas.

Introducción.- Bases de cálculo: acciones y cargas, sus valores característicos.- Método de los estados límites, acciones ponderadas y estado límite de rotura.- Normalización de los aceros de construcción.- Las normas MV y otras.

   Uniones atornilladas y remachadas.

Tornillos y remaches.- Cálculo de uniones.- Uniones atornilladas pretensadas.- Resistencia de los elementos de unión.- Disposiciones constructivas.

   Uniones soldadas.

Procedimientos de soldeo.- Clasificación, representación y calidad de las soldaduras.- Control de calidad y defectos de las soldaduras.- Resistencia de las soldaduras.- Uniones soldadas y disposiciones constructivas.

   Construcción de vigas y de sistemas reticulares planos.

Cálculo de apoyos: articulados, deslizantes y empotrados.- Vigas laminadas: enlaces atornillados y soldados.- Vigas compuestas.- Pandeo del alma; rigidizadores.- Vigas de alma calada. Jácenas y armaduras de cubierta.- Arcos y pórticos.- Construcción de barras, nudos, placas de nudos y empalmes.

   Pilares y soportes.

Consideraciones de cálculo.- Tipos de soportes, detalles constructivos, arriostramientos, esbeltez y pandeo.- Anclajes y zapatas de cimentación.- Apoyos de puentes.- Apoyos elastométricos.

   Naves industriales.

Principios fundamentales.- Formas estructurales: disposiciones en los casos de una o varias naves; estabilidad.- Cubiertas: cargas que actúan y detalles constructivos.- Juntas, correas, techumbre, iluminación.- Pórticos simples y múltiples.

Paredes.- Escaleras, ventanas y puertas.- Materiales auxiliares.

   Castilletes para tendidos eléctrico.

Tipos y clasificación.- Distancia entre postes y entre conductores.- Cálculo de postes eléctricos y normas reglamentarias.- Cimentaciones.- Detalles constructivos (empalmes, arriostramientos, brazos).

   Diseños y proyectos.

Normalización.- Normas MV, NTE y otras.- Detalles constructivos.- Factores técnicos y económicos. Proyectos: secciones y ejecución.

BLOQUE III.     PRÁCTICAS Y APLICACIONES INFORMÁTICAS.

• Se realizarán prácticas con aplicaciones informáticas que permiten el estudio, diseño y cálculo de las estructuras de madera, acero, hormigón, muros de contención y cimientos, y más concretamente las empleadas en la Ingeniería.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO.

Su realización depende de la existencia de laboratorios de ensayo.

• Ensayos normalizados para la determinación de las características de los principales materiales estructurales.

• Ensayos normalizados sobre elementos, estructuras metálicas y de hormigón.

NORMAS DE EVALUACIÓN.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN.

Para constatar el grado de aprendizaje que adquieren el alumno o alumna y el grupo, así como las actitudes y los hábitos ante el trabajo, se utilizan los siguientes medios o instrumentos:

• La observación del trabajo diario del alumnado en clase; por ejemplo: controlando las intervenciones orales, observando cómo trabajan individualmente y en grupo en diferentes situaciones y trabajos, apreciando las actitudes, etc.

• El análisis de los trabajos dirigidos, informes, proyectos, monografías..., comprobando a la vez la expresión escrita, la capacidad de organización, la claridad de sus exposiciones, si realiza resúmenes y esquemas, etc.

• La atención a la propia autoevaluación de los estudiantes como corresponsables de sus aprendizajes y a sus aportaciones sobre el proceso educativo, las unidades didácticas, el material utilizado, etc.

• La consideración de las entrevistas con los alumnos, por la información complementaria que pueden ofrecer.

• La utilización de instrumentos que posibiliten la objetivización de datos, el registro ordenado de los mismos y la futura descripción fundamentada de cada alumno y alumna (fichas de observación, anecdotario, cuestionarios, listas de control...).

• La triangulación, como técnica de contraste entre varios profesores o mediante la utilización de varios métodos, para confirmar los datos recogidos con anterioridad.

• Las pruebas escritas y orales son instrumentos que se utilizarán para analizar y valorar al alumnado, si bien en ningún caso romperán la actividad habitual de la clase y que, evidentemente, no supondrán la valoración definitiva de la actividad del alumnado.

La calificación final de la asignatura está sujeta la superación del examen global y la realización de los trabajos y memorias de prácticas de laboratorio.

BIBLIOGRAFÍA.

BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA.

·        Timoshenko. RESISTENCIA DE MATERIALES. TOMO I. España_Calpe, S.A.

·        Timoshenko y Young. TEORÍA DE LAS ESTRUCTURAS. Urmo, S.A. de ediciones.

·        Norris y Wilbur. ANÁLISIS ELEMENTAL DE ESTRUCTURAS. McGraw_Gill.

·        Dávila J.A., Pajón J. CÁLCULO MATRICIAL DE ESTRUCTURAS. Cuché Prat_Blanco, S.L.

·        Hornbostel. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN (TIPOS, USOS Y APLICACIONES). Limusa Wicey.

·        IATIM (Asociación de Investigación Técnica de las Industrias de la Madera y Corcho). ESTRUCTURAS DE MADERA. DISEÑO Y CÁLCULO.

·        Miguel A. R. Nevado. DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MADERA. AITIM.

·        J. Fco. Saura , A. Delgado, J. Pérez. ESTRUCTURAS METÁLICAS DE EDIFICACIÓN. Universidad de Sevilla.

·        Manuel López R. Muñiz. CONSTRUCCIÓN Y CÁLCULO DE HORMIGÓN ARMADO. Colegio Oficial de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Madrid.

·        Montoya, Meseguer, Moran. HORMIGÓN ARMADO. Gustavo Gili.

·        Ensidesa. Prontuarios.

·        Normas NBE, Reglamentos, NTE, UNE y EUROCÓDIGOS.

·         Apuntes editados.