Universitat Internacional de Catalunya

Estructuras 1

Estructuras 1
5
7985
2
Primer semestre
OB
Módulo Técnico
Estructuras 1
Lengua de impartición principal: inglés

Otras lenguas de impartición: castellano

Profesorado


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

Martes y/o miércoles antes o después de la clase, previa cita en los siguientes correos electrónicos.

  • 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

Presentación

  • Asignatura Obligatoria y correspondiente al Módulo Propedéutico.
  • 2ºCurso Grado en ARQUITECTURA
  • 1er Semestre
  • 5 créditos ECTS.
  • Profesor responsable: Dr. Pedro Casariego Vales
  • Profesores: Dr. Pedro Casariego Vales, Dr. Roger Señís, Ravil Gizatulin, Cristian Fernández Sedas

La asignatura de Estructuras I se centra en la Resistencia de Materiales, que estudia el comportamiento de sólidos deformables mediante modelos simplificados.  La resistencia de un material se define como su capacidad para resistir cargas (fuerzas aplicadas) sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

La asignatura de Estructuras I se encuentra dividida en dos bloques:

En el primer bloque, de carácter eminentemente teórico, se imparten principalmente clases magistrales intercaladas con clases participativas en las que se realizan ejercicios. El objetivo de este bloque es presentar los conceptos básicos de la Resistencia de Materiales.

Este bloque se imparte de la semana 1 a la 5 del 1er semestre.

En el segundo bloque, de carácter eminentemente práctico, se introduce al alumno al análisis estructural. Los alumnos aplican en este bloque los conceptos aprendidos en el primer bloque l análisis estructural.

 Este bloque se imparte de la semana 6 a la 10 del 1er semestre.

Requisitos previos

Es muy importante que el alumno haya superado las asignaturas de Física y Matemáticas.

Es fundamental para el buen desarrollo de la asignatura de Estructuras I el tener, como mínimo, una sólida base en la determinación de esfuerzos internos y geometría de masas, las cuales se imparten el curso anterior en Física. Asimismo, el alumno debe tener fluidez con operaciones matemáticas de cierta complejidad. Se desaconseja totalmente cursar la asignatura sin tener estos conocimientos claros, y por tanto se desaconseja totalmente matricularse de Estructuras I sin haber superado estas asignaturas.

En Física de 1º se estudia el comportamiento de cuerpos rígidos sometidos a fuerzas equilibradas. En Estructuras I el alumno estudia el comportamiento de sólidos deformables con el fin de verificar su resistencia. Es importante que el alumno comprenda que la rama de estructuras es un continuo a lo largo de la carrera.

No es nada recomendable tener asignaturas pendientes de otras ramas o que se solapen parcialmente, y mucho menos totalmente, con esta asignatura.

Objetivos

  • Comprender las bases de la Resistencia de Materiales.
  • Analizar estructuras en base a su geometría y la determinación de esfuerzos internos.
  • Predimensionar elementos estructurales principales de un edificio (pilar, viga, vigueta y muros).
  • Plantear estructuras edificatorias en base a proyectos de arquitectura.
  • Enfocar el diseño de proyectos edificatorios teniendo en cuenta las cargas aplicadas.
  • Proyectar, estimar, y tener noción de las dimensiones de los elementos estructura principales.

 

Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación

  • 12-T - Aptitud para concebir, calcular, diseñar, integrar en edificios y conjuntos urbanos y ejecutar estructuras de edificación.
  • 15-T - Aptitud para concebir, calcular, diseñar, integrar en edificios y conjuntos urbanos y ejecutar soluciones de cimentación.
  • 17 - Aptitud para aplicar las normas técnicas y constructivas.
  • 24 - Conocimiento adecuado de la mecánica de sólidos, de medios continuos y del suelo, así como de las cualidades plásticas, elásticas y de resistencia de los materiales de obra pesada.

Resultados de aprendizaje de la asignatura

 

  • Habilidad para diseñar, modelar, predimensionar y calcular estructuras en base a los conceptos de resistencia de materiales.
  • Plantear y dibujar planos estructurales.
  • Capacidad para reflexionar sobre el diseño de un proyecto.


Contenidos

BLOQUE 1.

Tema 1. Introducción y conceptos generales.

  1. Resistencia de materiales. Conceptos generales.
  2. Esfuerzos internos. Clasificación.
  3. Diagrama tensión – Deformación de un material.

3.1   Obtención del diagrama tensión – Deformación.

3.2 Introducción a los conceptos de tensión y deformación.

3.3 Interpretación del diagrama tensión - Deformación del acero. Módulo de Young. Ley de Hooke. Ductilidad. Fragilidad. Plastificación.

3.4 Interpretación del diagrama tensión – deformación de otros materiales. Aluminio. Cerámica. Hormigón. Madera. Premisas de la resistencia de materiales. Ejercicios diagrama tensión deformación. 

  1. Principios de la Resistencia de Materiales.
  2. Ejercicios.

Tema 2. Geometría de masas.

  1. Centro de gravedad.
  2. Área.
  3. Momento estático.
  4. Momento de inercia.
  5. Teorema de Steiner.
  6. Módulo resistente. 
  7. Momento de inercia polar.
  8. Radio de giro.
  9. Ejercicios. 

Tema 3. Esfuerzo axil.

  1. Definición de esfuerzo axil.
  2. Cálculo tensional.
  3. Cálculo de deformaciones. Deformación unitaria. Ley de Hooke.

Tema 4. Flexión pura.

  1. Definición de flexión. Fibra neutra.
  2. Flexión pura.
  3. Cálculo tensional. Hipótesis de Navier. Módulo resistente. Prontuario. 

Tema 5. Flexión simple.

  1. Definición de flexión simple.
  2. Esfuerzos normales vs. tensiones normales. Esfuerzos tangenciales vs. tensiones tangenciales.
  3. Esfuerzo cortante. Relación flexión vs. cortante.
  4. Esfuerzo rasante. Cálculo tensional. Expresión de Jouravski - Colignon. Ley de Cauchy.
  5. Casos particulares de esfuerzo cortante. Sección rectangular, circular, perfil laminado. Tensión media a cortante.
  6. Tipologías a flexión en función de la luz. Casuística.
  7. Tipologías a cortante.
  8. Tipologías a rasante.
  9. Ejercicios flexión simple y pura. 

Tema 6. Flexión compuesta.

  1. Definición de flexión compuesta.
  2. Casuísticas de flexión compuesta. axil excéntrico, carga oblicua, axil y viento, muros de contención, postensado/pretensado de un elemento de hormigón.
  3. Calculo tensional.
  4. Ecuación de la línea neutra.
  5. Ejercicios flexión compuesta. 

Tema 7. Flexión esviada.

  1. Definición de flexión esviada.
  2. Casuísticas de flexión esviada. Carga excéntrica, correas de cubierta, apoyos…etc.
  3. Cálculo tensional.
  4. Ecuación de la línea neutra.

Tema 8. Torsión.

  1. Definición esfuerzo torsor.
  2. Casuísticas de esfuerzo torsor. Diagramas de momentos torsores.
  3. Cálculo tensional para el caso de secciones circulares.
  4. Cálculo deformacional para el caso de secciones circulares. Giro torsional.  
  5. Torsión uniforme y torsión no uniforme.
  6. Secciones vs. torsión. Rigidez torsional de una sección.
  7. Diseño de piezas sometidas a torsión.
  8. Ejercicios esfuerzo torsor.

 

BLOQUE 2.

  1. 1.      Apuntes básicos para el cálculo de estructuras planas.

-        Resumen de los pasos necesarios para acometer el pre-dimensionado de los elementos estructurales principales de una estructura.

-        Introducción a la representación de planos estructurales.

-        Desarrollo de proyecto estructural con soporte de profesorado.

 


Metodología y actividades formativas

Modalidad totalmente presencial en el aula



Las clases se imparten dos días a la semana, martes (2 horas) y miércoles (3 horas), durante 10 semanas. Las semanas 1 a 5 del primer semestre corresponden al bloque 1. Las semanas 10 a 15 corresponden al bloque 2.

Bloque 1: Semanas 1 a 5.

Se imparten los contenidos de los temas 1 a 8. Ver sección contenidos.

  • Martes: Se imparte primordialmente clases teóricas o magistrales. De manera puntual se intercala alguna clase participativa con el fin de asentar conceptos.
  • Miércoles: Se imparten primordialmente clases participativas y clases totalmente prácticas. En estas clases los alumnos resuelven ejercicios con el profesor o de manera individual.

Bloque 2: Semanas 10 a 15.

  • Martes: Clase participativa en la que se explica el proceso habitual para el pre-dimensionado de estructuras planas.
  • Miércoles: Clase práctica en la que el alumno realiza prácticas individules y en grupo. Las úlitmas 2 semanas el alumno realizará el diseño y predimensionado de una pequeña estructura.
ACTIVIDAD FORMATIVACOMPETENCIASCRÉDITOS ECTS
Clase expositiva
12-T 15-T 17 24 0,6
Clase participativa
12-T 15-T 17 24 0,6
Clase práctica
12-T 15-T 17 24 0,6
Tutorías
12-T 15-T 17 24 0,6
Estudio individual o en grupo
12-T 15-T 17 24 2,5

Sistemas y criterios de evaluación

Modalidad totalmente presencial en el aula



PRÁCTICAS:

Durante el curso se realizarán las siguientes prácticas evaluables:

  • Prácticas libres: 5% sobre la nota final. Se puede preguntar al profesor dudas, hacerlas con los compañeros, emplear apuntes, etc. El objetivo es que el alumno se enfrente a los ejercicios con soporte y vaya asentando los conceptos fundamentales de la materia. Las prácticas se realizan en el aula y se entregan al finalizar la clase. Estas prácticas son de carácter semanal.
  • Prácticas individuales: 10% sobre la nota final. Serán 2 prácticas a lo largo de curso que el alumno hará de manera individual. Serán como un examen. El peso de cada práctica es de un 5% sobre la nota final. Las prácticas se realizan en el aula y se entregan al finalizar la clase.
  • Trabajo individual: 10% sobre la nota final. El alumno desarrollará de manera individual una estructura sencilla y la pre-dimensionará. Este trabajo se entregará el día del examen final.

No se recogerá ninguna práctica fuera de fecha sin causa justificada. No se permitirá tampoco, bajo ningún concepto, el volver a realizar las prácticas para subir la nota. Las prácticas se realizan y entregan en horario de clase

EXAMEN TEÓRICO:

El alumno realizará un examen teórico fijado según calendario de escuela con un peso sobre la nota final del 75%.

GENÉRICO:

En base a lo anterior, la asignatura comprende la realización de 3 tipos de prácticas y de la realización de un examen teórico.

  • Examen teórico: 75% nota final
  • Prácticas: 25% nota final

Una nota inferior a un 4 en el examen teórico supone el suspenso de la asignatura.  En este caso, e independientemente de si la media es igual o superior a 5 sobre 10, la nota máxima del alumno en la asignatura será de 4.

 

Bibliografía y recursos

Bibliografía Obligatoria:

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.

Bibliografía Complementaria:

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. 

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