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Guía Docente 2016/2017 - ucam.edu · Resolución de Ejercicios y Trabajos Prácticos 13,5 Realización de Trabajos 13,5 Preparación de Presentaciones Orales y Debates 9 TOTAL 150

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  • Guía Docente 2016/2017

    ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    Matrix Structural Analysis

    Master en INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS Modalidad de enseñanza Presencial

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    ÍNDICE

    ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS.....................................................................................3

    Breve descripción de la asignatura ............................................................................................4

    Brief Description ......................................................................................................................4

    Requisitos Previos ...................................................................................................................4

    Objetivos ................................................................................................................................4

    Competencias y resultados de aprendizaje ................................................................................5

    Metodología ...........................................................................................................................7

    Metodologías docentes............................................................................................................8

    Temario ..................................................................................................................................9

    Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios .................................................................10

    Sistema de evaluación ...........................................................................................................11

    Bibliografía y fuentes de referencia.........................................................................................12

    Web relacionadas ................................................................................................................. .12

    Recomendaciones para el estudio y la Docencia ......................................................................13

    Material didáctico necesario ..................................................................................................13

    Tutorías ................................................................................................................................14

    2

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    3

    ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    MÓDULO: (I) AMPLIACIÓN DE FORMACIÓN CIENTÍFICA

    MATERIA: MODELOS APLICADOS EN LA INGENIERÍA

    CARÁCTER: Obligatoria.

    Nº DE CRÉDITOS: 6 ECTS

    UNIDAD TEMPORAL: PRIMER Curso PRIMER Cuatrimestre.

    PROFESOR/A ASIGNATURA: Dr. D. Francisco Pellicer Martínez [email protected] Dr. D. Julio Pérez Sánchez [email protected]

    HORARIO ATENCIÓN ALUMNOS/AS: Viernes 13,00 a 15,00 horas

    COORDINADORES Materia Dr. D. Pedro Castrillo Romón

    Curso Dr. D. Francisco Pellicer Martínez

    mailto:[email protected]:[email protected]

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    4

    Breve descripción de la asignatura

    Esta asignatura constituye la continuación natural de las materias de cálculo de estructuras cursadas en la

    etapa de grado, y forma al alumno en la aplicación de los denominados métodos matriciales de cálculo de

    estructuras. La comprensión de tales métodos permite introducir al alumno en los métodos habituales de

    cálculo computacional de estructuras, entre los que se encuentra el Método de los Elementos Finitos.

    Asimismo, la asignatura introduce las bases de la teoría general de placas y láminas (como extensión de la

    teoría de vigas vista en cursos precedentes), desarrolla su aplicación al cálculo elástico lineal de este tipo de

    elementos bajo ciertas condiciones de sustentación, e introduce su diseño frente a pandeo y rotura.

    Brief Description

    This course is the natural continuation of the subjects studied in civil engineering degree stage, and trains the

    students in the application of so‐called matrix methods of structural analysis. The understanding of such

    methods allows introducing the student in the standard methods for computational design of structures, such

    as the Finite Element Method. Likewise, this course introduces the basics of the general theory of plates and

    shells (as extension of the general theory of beams developed at previous courses), approaching the elastic

    linear analysis of these elements under certain support configurations and introducing the buckling design

    and failure design of such structural types.

    Requisitos Previos

    No se establecen requisitos previos.

    Objetivos

    Formar al alumno en los métodos de cálculo matricial de estructuras de barras, dando así un enfoque computacional a los conceptos de mecánica de estructuras vistos en cursos precedentes, así como extender las bases de la teoría general de vigas al cálculo de placas delgadas y láminas.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    5

    Competencias y resultados de aprendizaje

    Competencias Generales del Título en el Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas

    (MCER5) Comprender los puntos principales de textos claros y en lengua estándar si tratan sobre

    cuestiones que le son conocidas; ya sea en situaciones de trabajo, de estudio o de ocio.

    (MCER7) Producir textos sencillos y coherentes sobre temas que le son familiares o en los que tiene

    un interés personal.

    (MCER8) Describir experiencias, acontecimientos, deseos y aspiraciones, así como justificar

    brevemente sus opiniones o explicar sus planes.

    Competencias Generales del Título en el Marco Español de Calificaciones para Educación Superior

    (MECES1) Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de

    resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o

    multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

    (MECES2) Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la

    complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada,

    incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus

    conocimientos o juicios.

    (MECES3) Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones (y los conocimientos y razones

    últimas que las sustentan) a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin

    ambigüedades.

    (MECES4) Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar

    estudiando de un modo que habrá de ser, en gran medida, autodirigido o autónomo.

    (MECES5) Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales

    en el desarrollo y/o aplicación de ideas; a menudo, en un contexto de investigación.

    Competencias transversales

    Instrumentales

    o (T1) Capacidad de análisis y síntesis.

    o (T2) Capacidad de organización y planificación.

    o (T3) Comunicación oral y escrita en la lengua nativa.

    o (T4) Conocimiento de una lengua extranjera.

    o (T5) Conocimiento de informática relativo al ámbito de estudio.

    o (T6) Capacidad de gestión de la información.

    o (T7) Resolución de problemas.

    Personales

    o (T14) Razonamiento crítico.

    o (T15) Compromiso ético.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    6

    Sistémicas

    o (T16) Aprendizaje autónomo.

    o (T17) Adaptación a nuevas situaciones.

    o (T18) Creatividad e innovación.

    o (T19) Liderazgo.

    o (T23) Capacidad de reflexión.

    Competencias generales de la Universidad (UCAM)

    o (UCAM1) Considerar los principios del humanismo cristiano como valores esenciales en el

    desarrollo de la práctica profesional.

    o (UCAM2) Ser capaz de proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para

    promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la justicia, la igualdad y el

    pluralismo.

    Competencias específicas

    (FC1) Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de Ingeniería, desde el

    planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un

    programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos

    analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad

    para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la ingeniería civil.

    Resultados del aprendizaje

    Saber formular modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo.

    Desarrollar problemas matemáticos avanzados de ingeniería.

    Aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    7

    Metodología

    Metodología

    Horas Horas de trabajo

    presencial

    Horas de trabajo

    no presencial

    Clases en el aula 30

    60 horas (40 %)

    Tutorías 12

    Prácticas 12

    Evaluación en el aula 6

    Estudio personal 45

    90 horas (60 %)

    Lecturas y Búsqueda de Información 9

    Resolución de Ejercicios y Trabajos Prácticos 13,5

    Realización de Trabajos 13,5

    Preparación de Presentaciones Orales y Debates 9

    TOTAL 150 60 90

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    8

    Metodologías docentes

    Actividades presenciales:

    Clases teórico – prácticas:

    Las clases teóricas serán sesiones que se utilizarán para explicar los contenidos del programa de la

    materia y guiar al alumno a través del material teórico, utilizando los aspectos especialmente relevantes y

    las relaciones entre los diferentes contenidos.

    Las actividades prácticas, se podrán desarrollar tanto en el aula como en el Laboratorio de Ingeniería

    Civil, en las Aulas de Informática o, eventualmente, en cualquier empresa con que la Universidad

    Católica tiene desarrollados convenios a tal efecto

    Tutorías académicas:

    Se realizarán tutorías, individualizadas y en grupos reducidos, con el objetivo de aclarar dudas y

    problemas planteados en el proceso de aprendizaje, dirigir trabajos, revisar y discutir los temas

    presentados en clase, afianzar conocimientos y comprobar la evolución en el aprendizaje de los

    alumnos.

    Evaluación:

    Se realizarán todas las actividades necesarias para evaluar a los alumnos en clase a partir de los

    resultados de aprendizaje en que se concretan las competencias adquiridas por el alumno en la materia.

    Actividades no presenciales:

    Estudio personal:

    Teórico y práctico, del alumno, con el fin de asimilar los materiales y temas presentados en las clases,

    preparando posibles dudas a resolver en las tutorías, así como cualquier materia objeto de examen.

    Lecturas recomendadas y búsqueda de información:

    Lectura y síntesis de las lecturas recomendadas por los profesores y de aquellas que el alumno pueda

    buscar por su cuenta. Este proceso resultará vital para una correcta preparación de los ejercicios, casos y

    trabajos propuestos en clase, y para que el alumno acceda a fuentes de información relevante en el

    mundo de la Ingeniería Civil.

    Resolución de Ejercicios y Casos Prácticos:

    Resolución de ejercicios y casos prácticos propuestos, tanto individualmente como en grupo.

    Realización de Trabajos:

    Realización de Trabajos prácticos y teóricos propuestos, tanto individualmente como en grupo.

    Preparación de Presentaciones Orales y Debates:

    Preparación de presentaciones orales y debates a realizar en el aula, tanto individualmente como en

    grupo, sobre diferentes formas de cómo abordar un problema de Ingeniería Civil.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    9

    Temario

    Programa de la enseñanza teórica

    BLOQUE I: Análisis matricial de Estructuras

    Tema 1. Relaciones Matriciales fuerza – desplazamiento en una Barra:

    Respuesta como sólido rígido, Matriz de Equilibrio, Vector Estado, Matriz de Transferencia, Relación de

    transferencia de una barra cargada, Matriz de Flexibilidad, Relación de rigidez de una barra cargada, la

    viga de Timoshenko.

    Tema 2. Cálculo matricial por el método de rigidez:

    Sistemas de referencia. Cambio de sistema de referencia. Relaciones de nudo. Sistema de ecuaciones de

    rigidez de la estructura. Resolución del sistema de ecuaciones de rigidez: condiciones de contorno

    cinemáticas. Cálculo de esfuerzos en los extremos de las barras y de las reacciones. Interpretación física

    del método de rigidez.

    Tema 3. Restricciones Cinemáticas – Implementación Numérica:

    Introducción de las condiciones de contorno cinemáticas. Enlaces: concordantes indeformables,

    concordantes deformables, y no concordantes. Nudos de dimensión finita. Constricciones.

    Tema 4. Aspectos avanzados:

    Condensación estática. Desconexiones. Introducción al método de los elementos finitos.

    BLOQUE II: Análisis de placas y láminas

    Tema 5. Placas y láminas a flexión (I).

    Formulación diferencial e integral de la flexión de placas Delgadas. Placas ortótropas. Soluciones

    analíticas para placas rectangulares bajo determinadas condiciones de sustentación. Métodos de Navier y

    Levy.

    Tema 6. Placas y láminas a flexión (II).

    Pandeo. Cálculo en rotura. Introducción a la flexión de láminas.

    Programa de la enseñanza práctica

    PRÁCTICAS 01.‐ Estructuras reticulares: Pórticos Planos.

    PRÁCTICAS 02.‐ Estructuras reticulares: Emparrillados Planos.

    PRÁCTICAS 03.‐ Estructuras reticulares:

    o Enlaces no concordantes.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    10

    o Enlaces deformables.

    o Nudos de dimensión finita.

    PRÁCTICAS 04.‐ Estructuras articuladas.

    PRÁCTICAS 05.‐ Desconexiones‐condensación.

    Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios

    MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN ESTRUCTURAS.

    TIPOLOGÍA DE ESTRUCTURAS

    CÁLCULO AVANZADO DE ESTRUCTURAS.

    PUENTES

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    11

    Sistema de evaluación

    Convocatoria Ordinaria

    El sistema de evaluación estará conformado por los siguientes hitos:

    Primera Prueba Parcial (40%): Prueba escrita consistente en resolución de una parte teórica (test y

    alguna pregunta de desarrollo de mediana extensión) y una parte práctica (problemas a resolver). Se

    realizará aproximadamente a mitad del cuatrimestre.

    o Se valorará:

    Claridad de conceptos y capacidad de razonamiento demostrados.

    Metodología seguida.

    Resolución correcta de los ejercicios prácticos.

    o Prueba compensatoria bajo la condición de superar la nota de corte, establecida en cuatro

    (4) puntos sobre diez (10).

    Segunda Prueba Parcial (40%): Con los mismos criterios que la primera prueba parcial, cubrirá la

    segunda mitad de la asignatura y se realizará al final del cuatrimestre.

    Trabajos y Prácticas (20%): Forman parte de este item las tareas asignadas a los alumnos para su

    entrega en fecha.

    o Se valorará:

    Claridad de conceptos y capacidad de razonamiento demostrados.

    Metodología seguida.

    Resolución correcta de los ejercicios prácticos planteados.

    o Prueba compensatoria bajo la condición de superar la nota de corte, establecida en cuatro

    (4) puntos sobre diez (10).

    Para poder superar la asignatura será necesario obtener, al menos, una nota de cuatro (4) puntos en cada

    uno de los ítems anteriores y un cinco (5) en la media ponderada de la totalidad de las calificaciones.

    Se efectuará una prueba Final, posterior a los dos parciales, a aquellos alumnos que no hayan superado

    alguno de los criterios comentados anteriormente, extendiéndose dicha evaluación a aquellos que,

    voluntariamente, tengan aspiraciones a mejorar nota.

    En el apartado de “Trabajos y Prácticas”, la no superación se habrá de solventar con la superación de una

    prueba práctica presencial.

    Convocatoria de Septiembre:

    Se evaluará, de forma análoga a la descrita para la Convocatoria Ordinaria, con una prueba en que el

    alumno será evaluado de los ítems que no hubiera superado en el régimen de Convocatoria Ordinaria.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    12

    Bibliografía y fuentes de referencia

    Bibliografía básica

    Alarcón Álvarez, E., Álvarez Cabal, R., Gómez Lera, M.S. (1990) Cálculo Matricial de Estructuras, Ed.

    Reverté, Barcelona.

    Argüelles Álvarez, R. (2005) Cálculo Matricial de Estructuras en Primer y Segundo Orden, Ed. Bellisco,

    Madrid.

    Argüelles Álvarez, R. (1981) Cálculo de Estructuras. Tomo II, Escuela Técnica Superior de Ingenieros

    de Montes, Madrid.

    Casanova‐Colón, J. (1999). Apuntes de Cálculo de Estructuras III. Ingeniería de Caminos, Canales y

    Puertos. Universidad Politécnica de Valencia.

    Casanova‐Colón, J. (2007). Apuntes de Cálculo de Estructuras III. Ingeniería de Caminos, Canales y

    Puertos. Universidad Politécnica de Valencia.

    González, J.R. y Samartín A. (1999), Cálculo de Estructuras, Colegio de Ingenieros de Caminos,

    Canales y Puertos, Madrid.

    Jurado, J.A., Hernández, S. (2002) Análisis Estructural de Placas y Láminas, Ediciones Tórculo.

    Bibliografía complementaria

    Albiges, M., Coín. Y Journet, H. (1970), Estudio de las estructuras por métodos matriciales, Editores

    Técnicos Asociados, Barcelona.

    Livesley, R.K. (1964). Métodos matriciales para el cálculo de estructuras, Blume, Madrid, 1970.

    Monleón, S. (1999). Análisis de Vigas, Arcos, Placas y Láminas: una Presentación Unificada, Editorial

    de la Universidad Politécnica de Valencia, Valencia.

    Oñate Ibánez, E. (1991) Cálculo de estructuras por el método de elementos finitos: análisis estático

    lineal, CIMNE, Barcelona.

    Sáez‐Benito, J.M. (1975). Cálculo Matricial de Estructuras Formadas por Piezas Prismáticas, Fondo

    Editorial de Ingeniería Naval, Madrid.

    Zienkiewicz, O.C. & Taylor, R.L. (1994) El método de los Elementos Finitos. Ed. McGraw‐Hill,

    Barcelona.

    Web relacionadas

    http://www.cimne.com/

    http://www.mecanica.upm.es/

    Campus Virtual de la asignatura

    Se aconseja el uso de los textos disponibles en Ingebook a través de la página web de la biblioteca

    virtual de UCAM.

    http://www.cimne.com/http://www.mecanica.upm.es/

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    13

    Recomendaciones para el estudio y la Docencia

    Para un adecuado aprovechamiento de la asignatura se recomienda:

    Participar en las clases de forma activa.

    Estudiar la asignatura diariamente, realizando los ejercicios propuestos y llevando un horario de

    estudio regular desde el inicio de curso.

    Utilizar el Campus Virtual.

    Orientar el estudio al razonamiento argumentado de los contenidos de la asignatura.

    Consultar la Bibliografía.

    Acudir a Tutorías individuales, sin esperar a la proximidad de los exámenes

    Asimismo, tanto para un mejor aprovechamiento académico como para fomentar los valores de

    respeto y excelencia acordes con el espíritu universitario y con el ideario de UCAM, para las clases se exigirá:

    Asistencia (según Normativa interna de la Universidad).

    Puntualidad.

    Prescindir del uso de teléfonos móviles.

    Vestir con el decoro acorde al entorno académico (no se admite acudir en ropa de deporte o de

    playa…)

    Las excepciones que sean pertinentes en cada caso, respecto a los puntos anteriores, serán reguladas por el

    profesor de la asignatura y su Coordinador de Materia; siempre dentro del marco normativo establecido por

    la Universidad.

    Material didáctico necesario

    En las convocatorias de exámenes de la asignatura (que se publicarán tanto en el campus virtual como en el

    tablón de anuncios del departamento de ingeniería civil) el profesor/es responsable/s de la asignatura

    indicarán el tipo de material necesario y permitido.

  • ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS

    14

    Tutorías

    Las tutorías tienen el fin de consolidar los conocimientos, habilidades y destrezas impartidos en las clases de

    la asignatura, a la vez que ayudarán en la resolución de cuestiones y dudas planteadas por los alumnos. Las

    horas dedicadas a tutorías se dedicarán también a la realización, seguimiento y valoración de trabajos que

    faciliten la comprensión de la metodología y sistemas de evaluación de la misma.

    Sesiones de Tutoría en Grupo

    Las sesiones de tutoría grupales se dedicarán a actividades que potencien el aprendizaje de los contenidos y

    procedimientos propios de la asignatura.

    Los objetivos formativos planteados para la tutoría son:

    Ayudar al alumno a asimilar la metodología para la resolución de problemas.

    Orientar la realización de las prácticas y trabajos.

    Proporcionar perspectivas sobre la aplicación de los contenidos de la asignatura.

    Resolver dudas sobre los contenidos y ejercicios de la asignatura.

    Para cubrir estos objetivos se planificarán las siguientes actividades formativas:

    Sesiones sobre la metodología para la resolución de problemas.

    Seminarios complementarios relacionados con la asignatura.

    Sesiones de refuerzo para aclaración de dudas y repaso de los conceptos importantes para la

    inmediata preparación de exámenes.

    Sesiones de Tutoría Individual

    Las sesiones de tutoría individual se centrarán en:

    Orientación del estudio personal.

    Aclaración de las dudas, tanto conceptuales como metodológicas, a nivel personal.

    Seguimiento de las prácticas y ejercicios evaluables.

    Para ello, el cauce general será la entrevista personal presencial. Para dichas sesiones conviene reservar cita

    con anterioridad, vía correo electrónico, con el fin de evitar solapamientos. El horario preferente será el de

    oficial de atención a los alumnos pero pueden habilitarse otros horarios previa cita.

    Otros aspectos de la Tutoría.

    La Universidad dispone de un Cuerpo Especial de Tutores que realiza tutoría personal con los estudiantes matriculados en la Titulación. El tutor/a personal acompaña a los estudiantes durante toda la etapa universitaria. Se puede consultar el siguiente enlace:

    http://www.ucam.edu/servicios/tutorias/preguntas‐frecuentes/que‐es‐tutoria

    http://www.ucam.edu/servicios/tutorias/preguntas-frecuentes/que-es-tutoria