Datos básicos de la asignaturaTitulación: Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y PuertosAño plan de estudio: 2014
Curso implantación: 2019-20Centro responsable: E.T.S. de Ingeniería
Nombre asignatura: Análisis Avanzado de EstructurasCódigo asigantura: 51450016Tipología: OBLIGATORIACurso: 1Periodo impartición: Segundo cuatrimestre
Créditos ECTS: 6Horas totales: 150Área/s: Mecánica de Medios Continuos y T. de EstructurasDepartamento/s: Mecánica Med.Continuos y Teoría Estruct.
Coordinador de la asignatura
GALVIN BARRERA PEDRO
Profesorado
Profesorado del grupo principal:
GALVIN BARRERA PEDRO
Objetivos y competencias
OBJETIVOS:
Alcanzar las competencias específicas y las competencias transversales indicadas a continuación:
COMPETENCIAS:
Competencias específicas:
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CET02 Conocimiento y capacidad para el análisis estructural mediante la aplicación de los métodos
y programas de diseño y cálculo avanzado de estructuras, a partir del conocimiento y comprensión
de las solicitaciones y su aplicación a las tipologías estructurales de la ingeniería civil. Capacidad
para realizar evaluaciones de integridad estructural.
Manejo de programas comerciales de cálculo de estructuras por elementos finitos: bases teóricas y
aplicación práctica del software ANSYS, en particular abordando aquellos aspectos que no se han
cubierto en asignaturas previas del Grado en Ingeniería Civil, como son el análisis dinámico de
estructuras en el dominio del tiempo o el análisis no lineal de estructuras.
En resumen: Definición de modelos estructurales coherentes con la realidad constructiva,
entendiendo su rango de validez, aprendiendo las herramientas de cálculo y realizando un análisis
crítico de los resultados obtenidos.
Competencias generales:
CG01 Capacitación científico-técnica y metodológica para el reciclaje continuo de conocimientos y
el ejercicio de las funciones profesionales de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto,
planificación, dirección, gestión, construcción, mantenimiento, conservación y explotación en los
campos de la ingeniería civil.
CG03 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio
de la profesión de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.
CG06 Conocimiento para aplicar las capacidades técnicas y gestoras en actividades de I+D+i
dentro del ámbito de la ingeniería civil.
CG11 Capacidad para el proyecto, ejecución e inspección de estructuras (puentes, edificaciones,
etc.), de obras de cimentación y de obras subterráneas de uso civil (túneles, aparcamientos), y el
diagnóstico sobre su integridad.
CG12 Capacidad para planificar, diseñar y gestionar infraestructuras, así como su mantenimiento,
conservación y explotación.
CG18 Conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de métodos
matemáticos, analíticos y numéricos de la ingeniería, mecánica de fluidos, mecánica de medios
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continuos, cálculo de estructuras, ingeniería del terreno, ingeniería marítima, obras y
aprovechamientos hidráulicos y obras lineales.
Competencias transversales:
CT02 Utilizar distintos métodos para comunicarse de forma efectiva con la comunidad de ingenieros
y con la sociedad en general.
CT03 Demostrar conciencia sobre la responsabilidad de la práctica de la ingeniería, el impacto
social y ambiental, y compromiso con la ética profesional, responsabilidad y normas de la práctica
de la ingeniería.
CT05 Reconocer la necesidad y tener la capacidad para desarrollar voluntariamente el aprendizaje
continuo.
CT06 Funcionar de forma efectiva como líder de un equipo formado por personas de distintas
disciplinas y niveles.
CT07 Trabajar y comunicarse eficazmente en contextos nacionales e internacionales.
Contenidos o bloques temáticos
1.Análisis no lineal. No linealidad geométrica. Estructuras atirantadas. Inestabilidad
1.1.Introducción
1.2.Elementos simples sometidos a compresión
1.3.Viga-columna
1.4.Matriz de rigidez considerando efectos de segundo orden. Métodos de resolución
1.5.Pandeo global de estructuras
1.6.Factor de pandeo
1.7.Aspectos prácticos
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2.Análisis no lineal. Materiales con comportamiento no lineal
2.1.Introducción
2.2.Comportamiento inelástico de materiales. Modelos de endurecimiento. Modelos multiaxiales de
plasticidad
2.3.Plasticidad en barras
3.Modelización de construcción evolutiva
3.1.Introducción
3.2.Comportamiento no lineal debido a elementos variables
3.3.Aplicación
4.Análisis dinámico. Metodologías en el dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia
4.1.Introducción
4.2.Resumen de los métodos de superposición modal y análisis espectral
4.3.Análisis transitorio (lineal y no lineal)
4.4.Cargas dinámicas: móviles, sismo, armónica. Obtención del espectro de respuesta.
4.5.Función de respuesta en frecuencia
4.6.Actualización de modelos
4.7.Aplicaciones prácticas: pasarelas, velocidades de resonancia y cancelación, etc.
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5.Análisis sísmico no lineal
5.1.Diseño basado en el desempeño sísmico
5.2.Método simplificado de análisis estático no lineal
5.3.Espectros de capacidad y demanda
5.4.Estimación de la respuesta sísmica máxima
6.Propagación de ondas
6.1.Introducción
6.2.Propagación de ondas en el suelo
6.3.El problema vibratorio causado por el tráfico. Normativa.
6.4.Tipos de análisis
6.5.Aplicaciones prácticas
Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos
Semanas 1-3:
1. Análisis no lineal. No linealidad geométrica. Estructuras atirantadas. Inestabilidad
Semanas 4-6:
2. Análisis no lineal. Materiales con comportamiento no lineal
3. Modelización de construcción evolutiva
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Semanas 7-11:
4. Análisis dinámico. Metodologías en el dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia
Semanas 12-13:
5. Análisis sísmico no lineal
6. Propagación de ondas
Actividades formativas y horas lectivas
Actividad Créditos Horas
B Clases Teórico/ Prácticas 3,6 36
D Clases en Seminarios 0,4 4
G Prácticas de Informática 0,8 8
Metodología de enseñanza-aprendizaje
Clases Teórico/Prácticas, con Actividades Complementarias: Prácticas Informáticas.
El núcleo fundamental de la asignatura son las clases teóricas junto con la realización de prácticas
en el centro de cálculo, para el uso de programas comerciales de cálculo de estructuras mediante el
Método de los Elementos Finitos (ANSYS), y la realización de los trabajos de curso, tutorados en
dichas clases.
Las clases de prácticas informáticas se desarrollarán mediante un método mixto entre tutorial y de
trabajo en grupo, en las que el profesor establecerá una guía para el trabajo a realizar y dejará al
estudiante un tiempo para que desarrolle dicho trabajo. La labor del profesor consistirá en guiar la
realización del proyecto asignado y hacer razonar al estudiante sobre los resultados obtenidos y su
significado práctico.
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Sistemas y criterios de evaluación y calificación
Si el número de estudiantes lo permite, el sistema de evaluación será continúa. La evaluación
continua consistirá en la realización de una serie de pruebas y trabajos de curso.
Para superar gracias a la evaluación continua, la nota media ponderada de las pruebas parciales y
trabajos de curso deberá ser superior a 5 (sobre 10); requiriéndose para ello una puntuación mínima
de 4 puntos en las pruebas o ejercicios evaluados y una puntuación mínima de 5 en cada uno de
los trabajos de curso. Además, la asistencia a clase tiene que ser mayor del 80 por ciento. La
realización de las prácticas informáticas es obligatoria.
En caso de que la nota media ponderada de las pruebas sea inferior a 5 o que la nota de alguna de
las pruebas sea inferior a 4, deberá realizarse la parte del examen final de la primera convocatoria
correspondiente a todas aquellas partes con calificación inferior a 5 puntos. En caso de que tras el
examen de la primera convocatoria la nota media ponderada de todas las partes siga siendo inferior
a 5, o que la nota de alguna de las partes sea inferior a 4, deberá realizarse el examen de la
segunda convocatoria correspondiente a toda la materia de la asignatura.
En el caso de no haber aprobado o no haber realizado cualquiera de los trabajos de curso, se
deberá realizar uno nuevo cuyo contenido deberá concretarse con los profesores de la asignatura.
Este nuevo trabajo será entregado previamente a la realización del examen de la primera o
segunda convocatoria según corresponda, y será presentado a los profesores para su evaluación.
La realización de este trabajo será autónoma.
La nota final será el 30 por ciento de la nota del examen (final o por exámenes de curso) y 70 por
ciento de trabajos curso.
La nota de las prácticas y trabajos de curso no se guardan para cursos posteriores.
Los horarios y fechas de exámenes serán los acordados por la Junta de Escuela y publicados por la
misma.
Criterios de calificación del grupo
Tomando en consideración criterios académicos para la adaptación de las titulaciones oficiales de la
US a las exigencias sanitarias causadas por la COVID-19 durante el curso académico 2020-2021,
se describen en este proyecto docente 3 escenarios:
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Escenario 0: total presencialidad.
Escenario A: menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas sanitarias de
distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en las aulas.
Escenario B: suspensión de la actividad presencial y docencia completamente en línea.
Escenario 0
El escenario 0 permite diseñar un proyecto docente donde se lleven a cabo la totalidad de acciones
formativas presenciales tanto en las horas teóricas como prácticas.
Si el número de estudiantes lo permite, el sistema de evaluación será continúa. La evaluación
continua consistirá en la realización de una serie de pruebas y trabajos de curso.
Para superar la asignatura mediante evaluación continua, la nota media ponderada de las pruebas
parciales y trabajos de curso deberá ser superior o igual a 5 (sobre 10); requiriéndose para ello una
puntuación mínima de 4 puntos en las pruebas o ejercicios evaluados, siendo la media de estas
pruebas superior o igual a 5, y una puntuación mínima de 5 en cada uno de los trabajos de curso.
Además, la asistencia a clase deberá ser mayor del 80 por ciento.
La realización de las prácticas informáticas y seminarios es obligatoria.
En caso de que la nota media ponderada de las pruebas sea inferior a 5 o que la nota de alguna de
las pruebas sea inferior a 4, deberá realizarse la parte del examen final de la primera convocatoria
correspondiente a todas aquellas partes con calificación inferior a 5 puntos.
En caso de que tras el examen de la primera convocatoria la nota media ponderada de todas las
partes siga siendo inferior a 5, o que la nota de alguna de las partes sea inferior a 4, deberá
realizarse el examen de la segunda convocatoria correspondiente a toda la materia de la
asignatura.
En el caso de no haber aprobado o no haber realizado cualquiera de los trabajos de curso, se
deberá realizar uno nuevo cuyo contenido deberá concretarse con los profesores de la asignatura.
Este nuevo trabajo será entregado previamente a la realización del examen de la convocatoria que
corresponda, y será presentado a los profesores para su evaluación. La realización de este trabajo
será autónoma.
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La nota final será el 30 por ciento de la nota del examen (final o por exámenes de curso) y 70 por
ciento de trabajos curso.
Las notas de las prácticas y trabajos de curso no se guardan para cursos posteriores.
Los horarios y fechas de exámenes serán los acordados por la Junta de Escuela y publicados por la
misma.
Escenario A. Plan de contingencia
En el escenario A se adoptará preferentemente un sistema 100% presencial para el desarrollo de la
docencia. En caso de que las limitaciones de aforo lo impidan, se adoptará un sistema multimodal o
híbrido de enseñanza que combine clases presenciales, clases online y actividades formativas no
presenciales para el aprendizaje autónomo del estudiante. Igualmente, las pruebas de evaluación
se realizarán preferentemente de forma presencial. En caso de que las limitaciones de aforo lo
impidan, la evaluación se realizará mediante pruebas no presenciales.
Escenario B. Plan de contingencia
En el escenario B se adoptará un sistema de enseñanza que combine clases online y actividades
formativas no presenciales para el aprendizaje autónomo de los estudiantes y la evaluación se
realizará mediante pruebas no presenciales.
Horarios del grupo del proyecto docente
http://www.etsi.us.es/academica
Calendario de exámenes
http://www.etsi.us.es/academica
Tribunales específicos de evaluación y apelación
Presidente: JOSE ANTONIO SANZ HERRERA
Vocal: ANTONIO ROMERO ORDOÑEZ
Secretario: LUIS RODRIGUEZ DE TEMBLEQUE SOLANO
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Suplente 1: MARIO SOLIS MUÑIZ
Suplente 2: HECTOR CIFUENTES BULTE
Suplente 3: ANTONIO MARTINEZ DE LA CONCHA
Bibliografía recomendada
INFORMACIÓN ADICIONAL
ANSYS: Mechanical APDL Structural Analysis Guide.
Barbat A.H., Canet J.M. Estructuras Sometidas a Acciones Sísmicas. Cálculo por Ordenador, 1992,
CIMNE.
Bathe, K.J. Finite Element Analysis of Solids and Fluids I, 2009, MIT Open Course Ware.
Belytschko T., Liu W.K., Moran B. Nonlinear finite elements for continua and structures, 2014, Wiley.
Chopra A.K. Dynamics of Structures: theory and applications to earthquake engineering, 2013,
Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall International.
Clough, R.W., Penzien, J. Dynamics of Struture, 1993, New York: McGraw-Hill.
Connor, J.J. Introduction to Structural Motion Control, 2002, Prentice Hall.
de Borst R., Crisfield M.A., Remmers J.J.C., Verhoosel C.V. Nonlinear finite element analysis of
solids and structures, 2012, Wiley.
Eurocódigo 2: Diseño de Estructuras de Hormigón.
Eurocódigo 3: Diseño de Estructuras de Acero.
Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes.
Felippa C. Introduction to Finite Element Methods, University of Colorado.
FEMA 356, 2000.
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Fish J., Belytschko T.A first course in finite elements, 2009, Wiley.
Frýba L. Vibrations of solids & structures under moving loads, 1999, Thomas Telford.
Ger J., Cheng F.Y. Seismic Design Aids for Nonlinear Pushover Analysis of Reinforced Concrete
and Steel Bridges, 2011, CRC Press.
Hughes T.J.R. The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis,
1987, Dover Publications.
IAPF.
IAP-11.
Kausel E. Advanced Structural Dynamics, 2017, Cambridge University Press.
Kindmann R., Kraus M. Steel Structures: Design using FEM, 2011, Ernst & Sohn.
Madenci E., Guven I. The finite element method and applications in engineering using ANSYS,
2006, Springer.
Maguire, J.R., Wyatt T.A. Dynamics An Introduction for Civil and Structural Engineers, 2002, ICE
Design and Practice Guide, Thomas Telford.
MIDAS Civil Analysis Manual.
MIDAS Gen Analysis Manual.
NCSE-02.
NCSP-07.
Oñate E. Structural Analysis with the Finite Element Method, 2013, Springer 2013.
Oñate E. Cálculo de estructuras por el Método de los Elementos Finitos. Análisis elástico y lineal,
2016, CIMNE.
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Rombach G.A. Finite-element design of concrete structures: practical problems and their solutions,
2011, Thomas Telford.
Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z. El Método de los Elementos Finitos: Vol. 1: Las Bases; Vol.
2: Mecánica de Sólidos, 2010,CIMNE.
Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z., Nithiarasu P. The Finite Element Method, 2013,
Butterworth-Heinemann.
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