Universitat Internacional de Catalunya

Estructures 1

Estructures 1
5
7985
2
Primer semestre
OB
Mòdul Tècnic
Estructures 1
Llengua d'impartició principal: anglès

Altres llengües d'impartició: castellà

Professorat


Dr. CASARIEGO VALES, Pedro - pcasariego@uic.es

Dimarts i/o dimecres abans o després de la classe, prèvia cita als següents correus electrònics:

  • Dr. Pedro Casariego: pcasariego@uic.es 
  • Dr. Roger Señís: rsenis@uic.es
  • Ravil Gizatulin: rgizatulin@uic.es
  • Cristian Fernandez Sedas: cristian.f.sedas@uic.es

 

Presentació

  • Assignatura Obligatòria i corresponent al Mòdul Propedèutic.
  • 2n Curs Grau en ARQUITECTURA
  • 1r Semestre
  • 5 crèdits ECTS.
  • Professor responsable: Dr. Pedro Casariego Vales
  • Professors: Dr. Pedro Casariego Vales, Dr. Roger Señís, Ravil Gizatulin, Cristian Fernández Sedas

L'assignatura d'Estructures I es centra en la Resistencia de Materials, que estudia el comportament de sòlids deformables mitjançant models simplificats. La resistència d'un material es defineix com la seva capacitat per resistir càrregues (forces aplicades) sense trencar-se, adquirir deformacions permanents o deteriorar-se d'alguna manera.

L'assignatura d'Estructures I es divideix en dos blocs:

En el primer bloc, de caràcter eminentment teòric, s'imparteixen principalment classes magistrals intercalades amb classes participatives on es realitzen exercicis. L'objectiu d'aquest bloc és presentar els conceptes bàsics de la Resistencia de Materials. 

Aquest bloc s'imparteix de la setmana 1 a la 5 del 1r semestre.

En el segon bloc, de caràcter eminentment pràctic, s'introdueix l'alumne a l'anàlisi estructural. Els alumnes apliquen en aquest bloc els conceptes apresos en el primer bloc pa l'anàlisi estructural.

Aquest bloc es imparteix de la setmana 6 a la 10 del primer semestre

Requisits previs

 

És molt important que l'alumne hagi superat les assignatures de Física i Matemàtiques. És fonamental per al bon desenvolupament de l'assignatura d'Estructures I tenir, com a mínim, una sòlida base en la determinació d'esforços interns i geometria de masses, les quals s'imparteixen el curs anterior a Física. Així mateix, l'alumne ha de tenir fluïdesa amb operacions matemàtiques de certa complexitat. Es desaconsella totalment cursar l'assignatura sense tenir aquests coneixements clars i, per tant, es desaconsella totalment matricular-se d'Estructures I sense haver superat aquestes assignatures.

 

En Física de 1r s'estudia el comportament de cossos rígids sotmesos a forces equilibrades. A Estructures I, l'alumne estudia el comportament de sòlids deformables amb l'objectiu de verificar la seva resistència. És important que l'alumne entengui que la branca d'estructures és un continu al llarg de la carrera. No és gens recomanable tenir assignatures pendents d'altres branques o que es solapin parcialment, i molt menys totalment, amb aquesta assignatura.


Objectius

  • Comprendre les bases de la Resistencia de Materials.
  • Analitzar estructures en base a la seva geometria i la determinació d'esforços interns.
  • Predimensionar elements estructurals principals d'un edifici (pilar, biga, vigueta i murs).
  • Plantejar estructures edificatòries en base a projectes d'arquitectura.
  • Enfocar el disseny de projectes edificatoris tenint en compte les càrregues aplicades.
  • Projectar, estimar, i tenir noció de les dimensions dels elements estructurals principals.

 

Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació

  • 12-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar estructures d'edificació.
  • 15-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar solucions de fonamentació.
  • 17 - Aptitud per aplicar les normes tècniques i constructives.
  • 24 - Coneixement adequat de la mecànica de sòlids, de mitjans continus i del sòl, així com de les qualitats plàstiques, elàstiques i de resistència dels materials d'obra pesada.

Resultats d’aprenentatge de l’assignatura

  • Habilitat per dissenyar, modelar, predimensionar i calcular estructures en base als conceptes de resistència de materials.
  • Plantejar i dibuixar plànols estructurals.
  • Capacitat per reflexionar sobre el disseny d'un projecte.

 

Continguts

BLOQUE 1.

Tema 1. Introducció i conceptes generals.

  1. Resistencia de materials. Conceptes generals.
  2. Esforços interns. Classificació.
  3. Diagrama tensió – Deformació d'un material. 3.1 Obtenció del diagrama tensió – Deformació. 3.2 Introducció als conceptes de tensió i deformació. 3.3 Interpretació del diagrama tensió - Deformació de l'acer. Mòdul de Young. Llei de Hooke. Ductilitat. Fragilitat. Plastificació. 3.4 Interpretació del diagrama tensió – deformació d'altres materials. Alumini. Ceràmica. Formigó. Fusta. Premisses de la resistència de materials. Exercicis diagrama tensió deformació.
  4. Principis de la Resistencia de Materials.
  5. Exercicis.

Tema 2. Geometria de masses.

  1. Centre de gravetat.
  2. Àrea.
  3. Moment estàtic.
  4. Moment d'inèrcia.
  5. Teorema de Steiner.
  6. Mòdul resistent.
  7. Moment d'inèrcia polar.
  8. Radi de gir.
  9. Exercicis.

Tema 3. Esforç axial.

  1. Definició d'esforç axial.
  2. Càlcul tensional.
  3. Càlcul de deformacions. Deformació unitària. Llei de Hooke.

Tema 4. Flexió pura.

  1. Definició de flexió. Fibra neutra.
  2. Flexió pura.
  3. Càlcul tensional. Hipòtesi de Navier. Mòdul resistent. Prontuari.

Tema 5. Flexió simple.

  1. Definició de flexió simple.
  2. Esforços normals vs. tensions normals. Esforços tangencials vs. tensions tangencials.
  3. Esforç tallant. Relació flexió vs. tallant.
  4. Esforç rasant. Càlcul tensional. Expressió de Jouravski - Colignon. Llei de Cauchy.
  5. Casos particulars d'esforç tallant. Secció rectangular, circular, perfil laminat. Tensió mitjana a tallant.
  6. Tipologies a flexió en funció de la llum. Casuística.
  7. Tipologies a tallant.
  8. Tipologies a rasant.
  9. Exercicis flexió simple i pura.

Tema 6. Flexió composta.

  1. Definició de flexió composta.
  2. Casuístiques de flexió composta. Axil excèntric, càrrega obliqua, axil i vent, murs de contenció, postensat/pretensat d'un element de formigó.
  3. Càlcul tensional.
  4. Equació de la línia neutra.
  5. Exercicis flexió composta.

Tema 7. Flexió esviada.

  1. Definició de flexió esviada.
  2. Casuístiques de flexió esviada. Càrrega excèntrica, corretges de coberta, suports... etc.
  3. Càlcul tensional.
  4. Equació de la línia neutra.

Tema 8. Torsió.

  1. Definició esforç torsor.
  2. Casuístiques d'esforç torsor. Diagramas de moments torsors.
  3. Càlcul tensional per al cas de seccions circulars.
  4. Càlcul deformacional per al cas de seccions circulars. Gir torsional.
  5. Torsió uniforme i torsió no uniforme.
  6. Seccions vs. torsió. Rigidesa torsional d'una secció.
  7. Disseny de peces sotmeses a torsió.
  8. Exercicis esforç torsor.

BLOQUE 2.

  1. Apunts bàsics per al càlcul d'estructures planes.
  • Resum dels passos necessaris per a abordar el predimensionat dels elements estructurals principals d'una estructura.
  • Introducció a la representació de plànols estructurals.
  • Desenvolupament de projecte estructural amb suport de professorat.

 


Metodologia i activitats formatives

Modalitat totalment presencial a l'aula



Les classes s'emparteixen dos dies a la setmana, dimarts (2 hores) i dimecres (3 hores), durant 10 setmanes. Les setmanes 1 a 5 del primer semestre corresponen al bloc 1. Les setmanes 10 a 15 corresponen al bloc 2.

Bloc 1: Setmanes 1 a 5.

Es donen els continguts dels temes 1 a 8. Vegeu la secció continguts.

  • Dimarts: Es fan principalment classes teòriques o magistrals. De manera puntual, s'intercalen algunes classes participatives amb l'objectiu d'assentar conceptes.
  • Dimecres: Es fan principalment classes participatives i classes totalment pràctiques. En aquestes classes, els alumnes resolen exercicis amb el professor o de manera individual.

Bloc 2: Setmanes 10 a 15.

  • Dimarts: Classe participativa en què s'explica el procés habitual per al pre-dimensionament d'estructures planes.
  • Dimecres: Classe pràctica en què l'alumne realitza pràctiques individuals i en grup. Les últimes 2 setmanes, l'alumne realitzarà el disseny i el pre-dimensionament d'una petita estructura.
ACTIVITAT FORMATIVACOMPETÈNCIESCRÈDITS ECTS
Classe expositiva
12-T 15-T 17 24 0,6
Classe participativa
12-T 15-T 17 24 0,6
Classe pràctica
12-T 15-T 17 24 0,6
Tutories
12-T 15-T 17 24 0,6
Estudi individuals o en grup
12-T 15-T 17 24 2,5

Sistemes i criteris d'avaluació

Modalitat totalment presencial a l'aula



PRÀCTIQUES:

Durant el curs es realitzaran les següents pràctiques avaluables:

  • Pràctiques lliures: 5% sobre la nota final. Es pot preguntar al professor dubtes, fer-les amb els companys, utilitzar apunts, etc. L'objectiu és que l'alumne s'enfronti als exercicis amb suport i vagi assentant els conceptes fonamentals de la matèria. Les pràctiques es realitzen a l'aula i es lliuren al finalitzar la classe. Aquestes pràctiques són de caràcter setmanal.
  • Pràctiques individuals: 10% sobre la nota final. Seran 2 pràctiques al llarg del curs que l'alumne farà de manera individual. Seran com un examen. El pes de cada pràctica és d'un 5% sobre la nota final. Les pràctiques es realitzen a l'aula i es lliuren al finalitzar la classe.
  • Treball individual: 10% sobre la nota final. L'alumne desenvoluparà de manera individual una estructura senzilla i la pre-dimensionarà. Aquest treball es lliurarà el dia de l'examen final.

No es recollirà cap pràctica fora de data sense causa justificada. Tampoc es permetrà, sota cap concepte, tornar a realitzar les pràctiques per augmentar la nota. Les pràctiques es realitzen i es lliuren en horari de classe.

EXAMEN TEÒRIC:

L'alumne realitzarà un examen teòric fixat segons calendari de l'escola amb un pes sobre la nota final del 75%.

GENÈRIC:

Basat en l'anterior, l'assignatura comprèn la realització de 3 tipus de pràctiques i la realització d'un examen teòric.

  • Examen teòric: 75% nota final
  • Pràctiques: 25% nota final

Una nota inferior a un 4 en l'examen teòric suposa el suspens de l'assignatura. En aquest cas, i independentment de si la mitjana és igual o superior a 5 sobre 10, la nota màxima de l'alumne a l'assignatura serà de 4.

Bibliografia i recursos

Bibliografia Obligatòria:

Mecánica de estructuras. Libro 1. Resistencia de materiales. Miguel Cervera Ruiz y Elena Blanco Díaz. Ediciones UPC.

Mecánica de estructuras. Libro 2. Resistencia de materiales. Miguel Cervera Ruiz y Elena Blanco Díaz. Ediciones UPC.

Resistencia de Materiales. Timoshenko S. Editorial Espasa-Calpe, S.A.

Elementos de Resistencia de Materiales. Timoshenko S, Young, D.H. Editorial Limusa

Estructuras o por qué las cosas no se caen. J.E. Gordon.

Bibliografia Complementària:

Estructuras para arquitectos. Salvadori, M, Heller, R. Editorial CP67

Razón y ser de los tipos estructurales. Eduardo Torroja Miret.

Calcul d´estructures. Introducció. Frances López Almansa y Jorge Urbano Salido. Edicions UPC.

Estática. William F. Riley y Leroy D. Sturges. Editorial Reverté, S.A.

Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston Jr. Editorial McGraw-Hill.

Versió per imprimir