Cálculo de estructuras y construcción de plantas e instalaciones

Universidad Pontificia Comillas de Madrid
Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI)
Año 2008-2009
TITULO: INGENIERO INDUSTRIAL
Asignatura:
Curso/Período:
4º / 1º Semestre
Departamento: Ingeniería Mecánica
Carácter/Créditos:
Troncal / 6
Subject:
ECTS Credits:
Hours/week:
Teoría de Estructuras y Construcciones Industriales
Descriptores:
Cálculo de estructuras y construcción de plantas e instalaciones industriales.
Objetivos:
Conocimiento de los métodos clásicos de cálculo de estructuras, valorándolos en la medida en
que contribuyen a la definición de criterios de diseño. Fundamento teórico de los métodos de
cálculo que sirven de base al software más comúnmente empleado en la actualidad en ingeniería
mecánica. Resolución de casos prácticos, con el estudio y aplicación de la normativa vigente en
construcciones industriales. Conocimientos de construcción de plantas e instalaciones
industriales.
Programa:
1. Introducción.
1.1. Introducción a la asignatura. Introducción al cálculo de estructuras
1.2. Objeto de la asignatura
1.3. Integración de la asignatura dentro del programa de estudios
1.4. Elementos y tipologías estructurales. Clasificación
1.5. Isostatismo e hiperestatismo
1.6. Simetría y antisimetría
2. Celosías planas.
2.1. Hipótesis de comportamiento.
2.2. Tipologías: Celosías simples, celosías compuestas y celosías complejas
2.3. Isostatismo e hiperestatismo. Estabilidad
2.4. Métodos de cálculo de esfuerzos: Método de los nudos, método de las
secciones y método de los desplazamientos virtuales.
2.5. Cálculo de deformaciones. El principio de los trabajos virtuales (PTV).
3. Celosías planas hiperestáticas.
3.1. Tipos de hiperestatismos: Sustentación y constitución
3.2. Solución de hiperestatismos mediante el PTV
3.3. Tensiones de origen térmicas
3.4. Tensiones de montaje debidas a errores en los elementos
4. Generalización del PTV.
4.1. Generalización del PTV a flexión y torsión
4.2. Cálculo de esfuerzos en estructuras reticuladas. Métodos basados en
desplazamientos vs. métodos basados en fuerzas
4.3. Matriz de rigidez
4.4. Vector de cargas y momentos de empotramiento
4.5. Vector de desplazamientos.
4.6. Cálculo de esfuerzos
5. El Método Matricial y método directo de la rigidez.
5.1. Sistemas de coordenadas. Transformación de sistemas de coordenadas,
matrices de rotación
5.2. Matriz de rigidez elemental. Barras y vigas.
5.3. Matriz de rigidez global de la estructura, ensamblaje
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Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI)
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Año 2008-2009
Ensamblaje del vector de cargas
Vector de desplazamientos. Imposición de las condiciones de contorno
Sistema de ecuaciones a resolver
Cálculo de esfuerzos y reacciones
Particularidades: Cargas de origen térmico. Errores de montaje. Apoyos
inclinados.
6. Líneas de influencia
6.1. Definición
6.2. Cálculo de líneas de influencia en sistemas estáticos
6.3. Cálculo de líneas de influencia en sistemas hiperestáticos
6.4. Aplicación a vigas continuas
7. Introducción a la dinámica de estructuras
7.1. Efectos dinámicos en estructuras
7.2. Generalización del PTV a sistemas dinámicos. Funciones de forma
7.3. Concentración de masas.
7.4. Frecuencias propias y modos de vibración
7.5. Ortogonalidad de los modos
7.6. Superposición modal
8. Aspectos básicos del código técnico de la edificación
8.1. Acciones sobre las estructuras. Método de los coeficientes parciales
8.2. Designación de los aceros
8.3. Estados límite
8.4. Dimensionamiento de piezas de directriz recta sometidas a compresión.
8.5. Dimensionamiento de piezas de directriz recta sometidas a flexión.
Sistema de evaluación:
La asistencia a clase es obligatoria y se controlará cada día. En aplicación del art. 93 del
Reglamento General de la UPCO, la inasistencia a más del 15% de las horas lectivas puede tener
como consecuencia la imposibilidad de presentarse a examen dentro del mismo curso académico.
Se realizará un examen intercuatrimestral y un examen al final del cuatrimestre. Si la nota
obtenida en el examen intercuatrimestral es superior a 7 el alumno no tendrá que examinarse de
esa parte de la materia en el examen de febrero. En este caso la nota final se obtendrá ponderando
30 % el primer examen y 70 % el segundo. En el resto de casos la nota será la obtenida en el
examen de Febrero. En convocatoria extraordinaria la nota se obtiene mediante un único examen.
Los exámenes convocados por la Jefatura de Estudios, serán escritos; no obstante, si algún
alumno, por motivos justificados, se ha de examinar fuera de la fecha señalada, el examen podrá
ser oral.
Método docente:
Se combina la lección magistral con sesiones de carácter práctico dedicadas a la formulación y
resolución de problemas. Como complemento, para promover el papel activo del alumno, se
proponen problemas para que sean resueltos de forma individual, de los que se facilita la
resolución detallada para autocomprobación.
Bibliografía:
Curso de Análisis Estructural. J.T. Celigüeta. EUNSA. 2003 (2ª Ed.).
Cálculo de Estructuras. José Ramón González de Cangas y Avelino Samartín Quiroga. Colegio de
Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 1999.
Estructuras Articuladas, Teoría y Ejercicios. R. Perera y S. Gómez . ETSII de la UPM. 1998
Código Técnico de la Edificación. Ministerio de la vivienda. 2006.
Teoría de estructuras. S.P. Timoskenko y D. M.Young.. Ed. Urmo. 1965.
Cálculo matricial de estructuras. Manuel Vázquez. Ed. Noela. 1999.
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