Guia docente
DATOS IDENTIFICATIVOS 2011_12
Asignatura CALCULO DE ESTRUCTURAS Código 00701305
Enseñanza
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Semestre
12 Obligatoria Tercero Anual
Idioma
Prerrequisitos
Departamento TECN.MINERA,TOPOGRAF. Y ESTRUC
Responsable
CASTRO PATÁN , ISMAEL MARCELO
Correo-e imcasp@unileon.es
jvale@unileon.es
Profesores/as
CASTRO PATÁN , ISMAEL MARCELO
VALLEPUGA ESPINOSA , JOSÉ
Web http://
Descripción general

Cálculo de esfuerzos en cualquier sección de la estructura y de los movimientos en los puntos de la misma.

Tribunales de Revisión
Tribunal titular
Cargo Departamento Profesor
Tribunal suplente
Cargo Departamento Profesor

Objetivos

Cálculo de esfuerzos en cualquier sección de la estructura y de los movimientos en los puntos de la misma.


Metodologías

Explicaciones teóricas. Resolución de ejercicios. Prácticas con programas de ordenador.


Contenidos
Bloque Tema
"RESUMEN PROGRAMA: Informacion y conocimientos previos.Datos de entrada en el proceso de cálculo.Estática gráfica.Estructuras articuladas.Estructuras de nudos rígidos.Piezas de directriz curva.Líneas de influencia.Cálculo matricial de estructuras.Introducción al método de elementos finitos. PROGRAMA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS. PROFESOR RESPONSABLE DE LA ASIGNATURA: D. ISMAEL CASTRO PATAN CONTENIDOS CAPITULO I.- INFORMACIÓN Y CONOCIMIENTOS PREVIOS Lección 1ª.- Introducción Organización del curso.- Objetivos generales.-Programa de la asignatura.-Bibliografía comentada. Lección 2ª.-El cálculo de estructuras Definición de estructuras.- Relación con las asignaturas afines.- Conocimientos necesarios.-Comentarios al programa.- Diseño y cálculo. Lección 3ª.-Evolución histórica de las estructuras y de los métodos de cálculo. Clasificación de las estructuras.-Evolución de las estructuras.-Evolución de los métodos de cálculo.- Evolución de los métodos de dimensionamiento.-El futuro de los tipos estructurales. Lección 4ª.- Hipótesis básicas. Idealización de las estructuras para el cálculo.- Idealización geométrica del material, del comportamiento mecánico y de las fuerzas actuantes.- Simplificación de las estructuras.- Predimensionamiento.- Estabilidad y resistencia.- E. de aplicación. CAPÍTULO II.- DATOS DE ENTRADA EN EL PROCESO DE CÁLCULO. Lección 5ª.-Materiales empleados en las estructuras. Características , utilización histórica, ventajas e inconvenientes , normativa aplicable en los siguientes materiales: Materiales pétreos.-Madera.-Acero.-Hormigón.-Otros materiales resistentes. Lección 6ª.- Acciones a considerar en el cálculo de estructuras Definición y generalidades.-Tipos de acciones.-Normativa a aplicar.-Valores característicos y ponderados.- Hipótesis de carga. Lección 7ª.- Acciones a considerar en el cálculo de estructuras de edificación -Acciones en la edificación, según el Documento Básico SE-AE. -Acciones permanentes.-Peso propio, pretensazo, acciones del terreno. -Acciones variables.-Sobrecarga de uso, viento, nieve, acciones térmicas. -Acciones accidentales.-Sismo, incendio, impacto. - Ejercicios de aplicación. CAPITULO III.- ESTÁTICA GRÁFICA. Lección 8ª.-Elementos de estática en el plano. Definiciones generales.- Composición de fuerzas concurrentes.-Composición de fuerzas de igual línea de acción.- Equilibrio de tres fuerzas.- Ecuaciones de equilibrio.- Ejercicios de aplicación. Lección 9ª.- Elementos de estática en el plano. (Continuación). Composición de fuerzas no concurrentes.- Polígonos sumatorio y funicular.-Propiedades.- Aplicación al cálculo de reacciones.- Ejercicios de aplicación. CAPÍTULO IV.- CÁLCULO DE ESTRUCTURAS ARTICULADAS. Lección 10.- Estructuras articuladas planas. Sistemas articulados .- Isostáticos, hipostáticos e hiperestáticos.- Teoría general de los sistemas articulados planos.- Relación entre el número de barras y el número de nudos.- Tipos principales.- Celosías simples, compuestas y complejas.- Estructura crítica.- Ejercicios de aplicación. Lección 11.- Estructuras articuladas planas isostáticas. Métodos para el cálculo de celosías simples. Cálculo de reacciones.- Analítico y gráfico.- Cálculo de esfuerzos en las barras.- Método analítico de los nudos.- Planteamiento general del problema.- Proceso en ordenador.- Ejercicios de aplicación. Lección 12ª.- Método de cálculo de celosías simples. Método gráfico de los nudos o diagrama de Maxwel o Cremona.- Métodos de las secciones : método de Culman, método de Ritter.- Ejercicios de aplicación. Lección 13ª.- Métodos para el cálculo de celosías compuestas. Métodos de las secciones.- Método de la estructura principal y secundaria.- Método para el cálculo de celosías complejas.- Método de Henneberg.- Método general de los desplazamientos virtuales.- Ejercicios de aplicación. Lección 14ª.- Casos específicos de barras y acciones. Barras rectas cargadas. Barras curvas. Acciones térmicas. -Movimientos impuestos. Ejercicios de aplicación. Lección 15ª.- Deformación de estructuras articuladas planas isostáticas. Generalidades. Movimiento de un nudo.- Método Castigliano.- Métodos gráficos.- Método gráfico de Williot.- Ejercicios de aplicación. Lección 16ª.- Estructuras articuladas planas estáticamente indeterminadas. Cálculo de incógnitas hiperestáticas externas. Cálculo de incognitas hiperestáticas externas.- Hipostáticas.- Mecanismos.- Hiperestáticas externas o de coacciones superabundantes.- Método de cálculo por aplicación del teorema de Castigliano.- Ejercicios de aplicación. Lección 17ª.- Estructuras articuladas planas estáticamente indeterminadas. Cálculo de incognitas hiperestáticas internas. Cálculo de incógnitas hiperestáticas internas.- Aplicación de Castigliano, suprimiendo barras.- Cálculo de esfuerzos por efecto de variaciones de tª , por defectos de montaje, movimientos impuestos.- Ejercicios de aplicación. Lección 18ª.- Deformación de estructuras articuladas planas hiperestáticas. Obtención de los movimientos en los nudos por el método de Castigliano aplicado a las estructuras hiperestáticas.- Obtención de los movimientos en los nudos como suma de estados en que se descompone la estructura hiperestática para el cálculo de esfuerzos por cualquiera de los métodos citados anteriormente.- Ejercicios de aplicación. Lección 19ª.- Estructuras articuladas planas con barras curvas. Generalidades.- Estructura hiperestática con barras curvas no cargadas.- Estructura hiperestática con barras curvas cargadas. Lección 20ª.- Estructuras articuladas espaciales. Teoría general.- Fuerzas concurrentes en el espacio.- Mecanismo, isostaticidad e hiperestaticidad.-Análisis del equilibrio en un nudo.- Mallas espaciales.-Ejercicios de aplicación. Lección 21ª.- Cálculo de esfuerzos y movimientos en estructuras articuladas espaciales. Analogía de los métodos de cálculo de estructuras articuladas planas.- Consideraciones sobre cada uno de ellos. Ejercicios de aplicación. CAPITULO V.- ESTRUCTURAS RETICULADAS DE NUDOS RÍGIDOS. Lección 22ª.- Repaso de vigas hiperestáticas. Introducción.- Obtención de esfuerzos en vigas biempotradas con cualquier tipo de carga.- Obtención de esfuerzos de vigas empotradas-articuladas con cualquier tipo de carga.-Ejercicios de aplicación. Lección 23ª.- Repaso de vigas hiperestáticas (Continuación) Concepto de simetría y antimetría.- Obtención de esfuerzos en una viga biempotrada por descenso de apoyos.- Obtención de esfuerzos en una viga empotrada articulada por descenso de apoyos.- Variación de temperatura.-Ejercicios de aplicación. Lección 24ª.- Pórticos simples. Generalidades.- Traslacionalidad e intraslacionalidad.- Grado de traslacionalidad.- Métodos de las fuerzas para pórticos simples intraslacionales.- Método de Castigliano.- Método de igualación de ángulos.- Ejercicios de aplicación. Lección 25ª.-Método de las fuerzas para pórticos simples traslacionales de primer grado. Método de Castigliano.- Método de reacciones nulas.- Método de igualación de cortantes.- Ejercicios de aplicación. Lección 26ª.- Método de Cross.-Conceptos fundamentales. Generalidades.-Concepto de rigidez y de factor de transmisión.- Rigidez de una pieza articulada-empotrada.- Cálculo de la rigidez y del factor de transmisión.- Ejercicios de aplicación. Lección 27ª.-Repartición de momentos en un nudo. Coeficientes de reparto del momento.- Coeficientes de transmisión del momento.-Giro del nudo.-Comprobación de igualdad de giros en las barras.- Ejercicios de aplicación. Lección 28ª.- Explicación teórica del método de Cross y forma de aplicarlo en estructuras intraslacionales. Aplicación práctica del método para el cálculo de esfuerzos a estructuras intraslacionales.-Cálculo de giros de los nudos.- Ejercicios de aplicación. Lección 29ª.- Simplificaciones al método de Cross. Generalidades.- Barras con un extremo articulado.- Barras rígidamente empotradas en un extremo.- Voladizo cargado.- Simplificaciones por simetría.- Rigidez de una pieza simétrica.- Simplificaciones por antimetría .- Rigidez de una pieza antimétrica.- Ejercicios de aplicación. Lección 30ª.-Método de la rigidez en estructuras intraslacionales Relación entre momentos y giros en los extremos de una barra.- Compatibilidad de giros en un nudo.- Equilibrio de momentos en el nudo Lección 31ª.- Método de la rigidez en estructuras intraslacionales (Continuación) Ecuación matricial.- Cálculo de giros de los nudos.- Cálculo de momentos en los extremos de las barras.- Ejercicios de aplicación. Lección 32ª.-Casos especiales en el método de Cross. Aplicación a casos especiales de acciones.- Asientos de apoyos.- Efectos térmicos.- Giros.- Ejercicios de aplicación. Lección 33ª.- Aplicación de los métodos anteriores a estructuras traslacionales. Grado de traslacionalidad.-Grupo cotraslacional.- Estados paramétricos.- Métodos de las reacciones nulas. Ejercicios de aplicación . Lección 34ª.- Aplicación de los métodos anteriores a estructuras traslacionales. (Continuación). Método de los cortantes.- Esfuerzos y desplazamientos finales.- Casos especiales de cargas.- Aplicación de simetrías y antimetrías.- Ejercicios de aplicación. CAPÍTULO VI.- PIEZAS PRISMÁTICAS DE DIRECTRIZ CURVA. Lección 35ª.- Arcos isostáticos. Generalidades.- Esfuerzos en barras curvas.- Elección de la curva directriz.-Arcos isostáticos.- Arco triarticulado, biarticulado.- Directriz circular o parabólica.- Ejercicios de aplicación. Lección 36ª.- Arcos hiperestáticos. Arco biarticulado con directriz circular o parabólica.- Arco biarticulado con tirante recto.- Arco biempotrado con directriz circular o parabólica.- Ejercicios de aplicación. Lección 37ª.- Arcos hiperestáticos (Continuación). Cálculo numérico de las incógnitas hiperestáticas.- Teoría del centro elástico.- Efectos producidos por variación de temperatura o descensos de apoyo.- Ejercicios de aplicación. CAPÍTULO VII.- LÍNEAS DE INFLUENCIA. Lección 38ª.- Líneas de influencia. Conceptos generales Introducción .- Concepto de línea de influencia.- Definición de línea de influencia.- Línea de influencia de esfuerzos (axil, cortante, momento flector). Línea de influencia de reacciones. Lección 39ª.- Línea de influencia de movimientos y deformaciones en arcos. Teorema de la reciprocidad de Maxwell.- Aplicación al cálculo de líneas de influencia de flechas y giros.-Ejercicios de aplicación. Lección 40ª.- Línea de influencia en estructuras articuladas. Línea de influencia del esfuerzo axil en estructuras articuladas isostáticas.- Línea de influencia de un movimiento .-Desplazamiento de un nudo en estructuras articuladas isostáticas.- Ejercicios de aplicación. Lección 41ª.- Línea de influencia de estructuras reticuladas de nudos rígidos. Método de reciprocidad.- Método de los momentos 100.- Línea de influencia de esfuerzo cortante, axil, momento flector, reacción, giros y flechas. Ejercicios de aplicación. CAPÍTULO VIII.- CÁLCULO MATRICIAL DE ESTRUCTURAS Lección 42ª.- Introducción Consideraciones generales.- Métodos matriciales.- Discretización.- Elementos y nodos.- Grados de libertad.- Coordenadas.- Concepto de rigidez y flexibilidad. Lección 43ª.- Principios Generales. Leyes y ecuaciones generales.- Equilibrio.- Relación movimiento-deformación.- Compatibilidad. Ley de comportamiento.- Relación tensión-deformación.- Trabajo y energía y sus partes complementarias.- Principio de los trabajos virtuales.- Valor estacionario del valor potencial total.- Teorema de Castigliano. Lección 44ª.- Energía de deformación. Teoría de la energía de deformación mínima.- Implicación del teorema de deformación mínima.- Dualidad entre trabajo-energía y sus complementarios.- Teorema de Clapeyron.- Ley de Betti.- Relaciones de reciprocidad de Maxwell.- Cálculo de los coeficientes de rigidez y flexibilidad. Lección 45ª.- Sistema de coordenadas.- Matrices elementales. Matrices elementales.- Métodos de cálculo.- Sistema de coordenadas.- Matrices elementales de rigidez y flexibilidad.- Transformación de coordenadas.- Matriz de rigidez de elemento de sección constante por tramos.- Ejercicio de aplicación. Lección 46ª.- El método directo de la rigidez. El elemento y la estructura.- Ensamblaje de la Matriz de Rigidez de la Estructura.- Aplicación de las condiciones de contorno.- Cálculo de reacciones. Lección 47ª.- Tratamiento de acciones exteriores no aplicadas en los nudos. Cargas aplicadas sobre los elementos.- Asentamiento de apoyos.- Cargas térmicas.- Falta de ajuste en los elementos de la estructura.- Ejercicios de aplicación. Lección 48.- Algunos problemas particulares en el método directo de la rigidez. Consideraciones previas.- Apoyos no concordantes.- Apoyos elásticos.- Barras con libertades.- Ejercicios de aplicación. CAPITULO IX.- INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS. Lección 49ª.- Introducción al cálculo de estructuras por el método de los elementos finitos. Introducción .- Discretización intuitiva de la estructura en elementos finitos.- Función de aproximación de los corrimientos en los puntos interiores del elemento finito.- Expresión del estado tensional y de deformación en función de los corrimientos nodales.- Fuerzas nodales equivalentes. Lección 50ª.- Planteamiento general del problema. Matriz de rigidez elemental.- Matriz de rigidez global de la estructura.- Cambio de ejes.- Equilibrio nodal.- Condiciones de compatibilidad o de convergencia de las funciones de aproximación .- Guía para la aplicación del método. "

Otras actividades

Evaluación
  descripción calificación
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

Dos exámenes parciales, ejercicios y prácticas y exámen final de toda la asignatura.


Fuentes de información
Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura

Básica

"BIBLIOGRAFÍA • Apuntes de Cálculo de Estructuras.- Disponible en fotocopiadora de la Escuela. • Problemas de Cálculo de Estructura. Disponible en fotocopiadora de la Escuela. • Problemas de Exámen de Cálculo de Estructuras. Disponible en fotocopiadora de la Escuela y en el Aula Virtual de la ULE. • José Ramón González de Cangas y Avelino San Martín Quiroga.- Cálculo de Estructuras, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 1.999. • París F.- Cálculo Matricial de Estructuras.- Sección de publicaciones de la ETS de I.I. de Madrid."

Complementaria
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