Análisis Estructural - Universidad Nacional de San Martín

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN-TARAPOTO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERIA CIVIL
SÍLABO DEL CURSO: Análisis Estructural
I. PARTE INFORMATIVA
1. CURSO
2. CÓDIGO DEL CURSO
3. CONDICIÓN DEL CURSO
4. CRÉDITOS
5. HORAS DE TEORIA
6. HORAS DE PRÁCTICA
7. REQUISITOS
8. SEMESTRE
9. PROFESOR DEL CURSO
: ANÁLISIS ESTRUCTURAL
:
: OBLIGATORIO
: CINCO (05)
: 04 SEMANALES
: 02 SEMANALES
: RESISTENCIA DE MATERIALES II
: 2011-I
: ING. GILBERTO ALIAGA ATALAYA
II. JUSTIFICACION
El curso de Análisis estructural prepara al futuro Ingeniero Civil para que de una manera
científica y práctica determine la respuesta estructural de las estructuras estáticamente
indeterminadas; requisito fundamental para abordar el estudio correspondiente a la etapa de
diseño.
III. OBJETIVOS
Al terminar el estudio (aprendizaje) del curso de Análisis Estructural, el alumno determinará
y representará gráficamente las deformaciones y las fuerzas de sección en estructuras
hiperestáticas sujetas a diversas condiciones de carga.
VI METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA
Se utilizan herramientas de aprendizaje mediante exposiciones orales, exposiciones
audiovisuales, ejercicios dentro de clase y lecturas obligatorias. El curso consta de sesiones
semanales de clases (en las que se realizan diversas actividades individuales y grupales y
que toman parte de la asignación de puntos de la evaluación continua) y de trabajos
prácticos. Para tal fin. El curso se ha estructurado de modo que se incluyan diversos
trabajos de evaluación continua en clase, sesiones de evaluación integral en aula de corta
duración y sesiones de trabajos prácticos.
Las consultas que el alumno necesite realizar al profesor del curso las puede hacer durante
la clase (si el tema corresponde), fuera de ella (en los horarios de asesoría que el profesor
proporciona) o por correo electrónico.
V. TEMARIO
NÚM.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
NOMBRE
HORAS
Introducción
06
Método de las fuerzas o de las flexibilidades
18
Método de los desplazamientos o de las rigideces
18
Método de las ecuaciones pendiente - deflexión
10
Método de distribución de Momentos
20
Introducción a las líneas de influencia
12
Herramientas y programas de computadora para análisis estructural
08
Total
90
1. Introducción al análisis de estructuras estáticamente indeterminadas.
Objetivos:
El alumno conocerá los conceptos básicos del análisis estructural y con base en ello
determinará cuando una estructura es isostática, hiperestática e inestable.
Clasificar tipos de estructuras, uso de normas de cargas y diseño estructural.
Contenido:
1.1 Objetivos del análisis estructural.
1.2 Sistemas estructurales
1.3 Modelos Estructurales
1.4 Principios del análisis estructural: compatibilidad geométrica (continuidad),
comportamiento del material (Ley de Hooke) y equilibrio.
1.5 Indeterminación estática.
1.6 Indeterminación cinemática.
1.7 Tipos de cargas actuantes
1.8 Norma de cargas
2. Método de análisis de fuerza o de las flexibilidades
Objetivo: El alumno aplicará los principios básicos del Análisis Estructural en la solución
de estructuras hiperestáticas empleando el Método de las Flexibilidades.
Contenido:
2.1 Introducción. Concepto de flexibilidad.
2.2 Compatibilidad de deformaciones y aplicación del principio de superposición.
2.3 Estructura primaria.
2.4 Ecuaciones de compatibilidad.
2.5 Obtención de coeficientes de flexibilidad. Matriz de flexibilidades y características.
2.6 Análisis de vigas, pórticos, armaduras y emparrillados
2.7 Calculo de desplazamientos en estructuras hiperestáticas
2.8 Efectos de temperatura y desplazamientos diferenciales
3. Método de los desplazamientos o de las rigideces
Objetivo: El alumno obtendrá las fuerzas internas y desplazamientos empleando el
Método de las Rigideces.
Contenido:
3.1 Introducción. Concepto de rigidez
3.2 Obtención de rigideces angulares y lineales.
3.3 Aplicación del principio de superposición
3.4 Definición de estructura primaria y obtención de momentos y fuerzas de
empotramiento.
3.5 Ecuaciones de equilibrio, matriz de rigidez de la estructura y características.
3.6 Análisis de vigas, pórticos, armaduras y emparrillados, trazo de la elástica.
3.7 Efectos de temperatura y desplazamientos diferenciales.
4. Método de las ecuaciones pendiente-deflexión
Objetivo: El alumno obtendrá las fuerzas internas y desplazamientos empleando el
Método de las ecuaciones – pendiente – deflexión.
Contenido:
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Introducción
Obtención de rigideces angulares y lineales
Notación y signos convencionales
Ecuación pendiente –deflexión para un miembro recto
Ecuaciones de equilibrio
Solución de estructuras utilizando las ecuaciones pendiente – deflexión
Modificación de las ecuaciones pendiente – deflexión
5. Método de distribución de momentos (Cross)
Objetivo: El alumno obtendrá las fuerzas internas y desplazamientos empleando el
Método de Cross.
Contenido
4.1 Introducción
4.2 Notación y signos convencionales
4.3 Método de Cross. Procedimiento de distribución de momentos. Liberación nudo por
nudo y liberación simultánea de nudos
4.7 Método de Cross para vigas y pórticos planas sin traslación de los nudos
4.8 Movimiento de apoyos
4.8 Método de Cross para pórticos planos con desplazamiento lateral. Método de Cross
indirecto
4.9 Consideraciones finales
6. Introducción a las líneas de influencia
Objetivo: El alumno comprenderá el concepto de línea de influencia y lo aplicará en
estructuras estáticamente determinadas e indeterminadas.
Contenido:
6.1 Definición de línea de influencia y su utilidad en el análisis de diversas estructuras.
6.2 Principio de Müller-Breslau
6.3 Líneas de influencia para reacciones.
6.4 Líneas de influencia para fuerza cortante.
6.5 Líneas de influencia para momento flexionante
6.6 Líneas de influencia para deflexiones
7. Herramientas y programas de computadora para análisis estructural
Objetivo: El alumno conocerá las herramientas y los programas de computadora más
comunes, utilizados para el análisis estructural; comprenderá las hipótesis básicas de los
mismos y resolverá algunas estructuras simples.
Contenido:
7.1 Características generales de las herramientas y programas de cómputo para el
análisis de estructuras. Hipótesis principales.
7.2 Sistemas coordenados, globales y locales.
7.3 Consideraciones y criterios para el modelado de estructuras.
7.4 Análisis de estructuras por computadora.
7.5 Interpretación, evaluación y comparación de resultados
VI SISTEMA DE EVALUACIÓN
El sistema de evaluación es permanente de modo que permite seguir el rendimiento académico
de los alumnos. La evaluación de los alumnos se efectuará mediante prácticas, exámenes,
trabajos, tareas fuera de aula y participación en clase
DE LAS PRÁCTICAS
Las prácticas son de 3 tipos:
I. De aula (Pa). Son prácticas que el alumno debe desarrollar, individualmente.
II. Complementarias (pc). Son prácticas en que el profesor solicita a los alumnos el
desarrollo de una tarea domiciliaria, sea individual o grupalmente.
III. Dirigidas (Pd). Son prácticas en que el docente interactúa con los estudiantes en
grupos pequeños con el objetivo de guiarlos en el desarrollo de habilidades específicas.
Las prácticas de tipo Pa se rigen por las siguientes normas y procedimientos:
a) Los alumnos que no asistan o que lleguen con un retraso mayor a 15 minutos después
del inicio pierden el derecho a rendirla. Ningún alumno puede retirarse del aula antes
de que pasen los primeros 15 minutos de iniciada la práctica. Si un alumno se retira
luego de pasados 15 minutos, pero antes de que termine la práctica, debe entregar su
trabajo y ya no puede reingresar.
b) Los alumnos que lleguen con un retraso menor a 15 minutos pueden rendir la práctica
dentro de lo que resta del tiempo establecido para su realización. Bajo ninguna
circunstancia ni modalidad podrá extenderse ese tiempo.
c) Las prácticas no pueden comenzar después 15 minutos de la hora programada.
DE LOS EXÁMENES
a) Los exámenes tendrán una duración entre dos y tres horas.
b) Los alumnos que no asistan o que lleguen con un retraso mayor a 130 minutos
después del inicio pierden el derecho a rendirlo. Ningún alumno puede retirarse del aula
antes de que pasen los primeros 30 minutos de iniciado el examen. Si un alumno se
retira del examen luego de pasados 30 minutos, pero antes de que termine el examen,
debe entregar su trabajo y ya no puede reingresar.
c) Los alumnos que lleguen con un retraso menor a 30 minutos pueden rendir el examen
solo dentro de lo que resta del tiempo establecido para su realización. Bajo ninguna
circunstancia ni modalidad podrá extenderse ese tiempo.
d) Los exámenes no pueden comenzar después de transcurridos 30 minutos de la hora
programada.
DE LAS CALIFICACIONES
a) Los exámenes y las prácticas serán calificados con notas de cero (00) a veinte (20),
utilizando únicamente números enteros. La nota mínima aprobatoria es de once (11). Si
la suma de las calificaciones parciales de cada pregunta da un total con decimales, la
cifra de los decimales no se tomará en cuanta si es menor de cinco; cuando la cifra de
los decimales es de cinco o más se aumenta en una unidad la cifra de los enteros.
b) Los alumnos que, por cualquier motivo, dejen de rendir una práctica o un examen
reciben la nota cero (00) en dicha evaluación.
c) El alumno que hubiera cometido o intentado cometer cualquier falta de probidad en la
resolución de un examen o práctica recibe una calificación de cero (00)
DE LOS PROMEDIOS
a) Para efectos de obtener el promedio de las prácticas tipo Pa no se toma en cuenta el
calificativo más bajo. La nota cero (00) obtenida como calificativo en aplicación de lo
dispuesto en el inciso c) de las calificaciones, no se eliminará
b) Los promedios de las prácticas se calcularán con aproximación hasta las décimas.
Cualquiera sea la cifra de las centésimas, no se tomará en cuenta.
c) La nota final del curso se calculará utilizando la fórmula que a continuación se detalla.
Nf 
3E1  4 E2  3P
10
Donde:
Nf : Nota final
E1: nota del primer examen
E2: nota del segundo examen (final)
P: promedio de prácticas tipo Pa (incluye las del tipo Pc o tipo Pd que
hubieran) obtenido según el inciso a) y b)
d) La nota final del curso se expresa solo en números enteros. Si el cálculo de la nota final
da un total con decimales, debe convertirse esa cifra a enteros (se añade un punto a la
nota si el primer decimal es cinco o más; se elimina el decimal si es menor de cinco).
VII.
BIBLIOGRAFIA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Apuntes de Análisis Estructural. Facultad de Ingeniería Civil, UNSM-T, 2010
LAIBLE, Jeffrey. Análisis Estructural. Mc Graw Hill, 1995
GHALI A. y A. Neville, Análisis Estructural, Diana Técnico, 1998
WEST H. H. Análisis de Estructuras. CESCA, 2006
YUAN YU HSIEH. Teoría Elemental de Estructuras. Prentice Hall,2005
McCORMAC, Jack C. Análisis de Estructuras, Métodos Clásico y Matricial, 4ª
edición Alfaomega, 2010
7. ÁNGEL SAN BARTOLOMÉ. Análisis de edificios. Fondo Editorial PUCP, 2009
8. KENNETH M. Leet, CHIA-MING Uang. Fundamentos de Análisis Estructural, 2ª
edición Mc Graw Hill, 2006
9. HIBBELER, R. C. Análisis Estructural. Pearson, 1997
10. JENKINS, W. M. Structural Analysis Using Computers. Longman Scientific and
Technical 1a edición 1995
Morales, Marzo de 2011