Información detallada de curso |
Segundo semestre 2013
May 14, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: ICI 4031 - ANALISIS ESTRUCTURAL |
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División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto. Ing. Civil y Ambiental IME 4200 Calificación mínima de 3.0 Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 3.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría Las cargas aplicadas a los cuerpos ocasionan sobre ellos: reacciones vinculares, fuerzas normales, fuerzas cortantes, momentos flectores, momentos de torsión, desplazamientos. La determinación de estos parámetros se hace necesaria para el diseño de vigas, losas, pórticos, cerchas, puentes, etc., en los distintos materiales como por ejemplo acero, hormigón, madera. La necesidad de poseer un conocimiento fundamental del análisis estructural es aceptada con entusiasmo por todos los estudiantes. Aun cuando el desarrollo de la teoría y algunos de los problemas puedan, a veces, aparecer un poco complicados, gracias a una serie de principios muy sencillos, el estudiante podrá comprenderlos a fondo. Este conocimiento facilita desarrollar un especial sentimiento por la asignatura, de manera de poder continuar casi intuitivamente a la solución de una extensa variedad de problemas. Para analizar apropiadamente una estructura, deben hacerse ciertas idealizaciones sobre cómo están soportados y conectados los miembros entre sí. Una vez determinado lo anterior y especificado las cargas, los parámetros de solicitación interna y los desplazamientos pueden determinarse utilizando la teoría de la mecánica estructural que es el fundamento de este curso. Los temas a tratar: principio del trabajo virtual, energía de deformación, Gehler, tres momentos, Cross y el método de los desplazamientos constituyen una base sólida para el logro de los objetivos. 3. JUSTIFICACIÓN El estudio de estructuras constituye el fundamento de todos los cursos de diseño y como tal constituye el pre-requisito de asignaturas como: hormigón, estructuras metálicas, diseño de puentes, etc. 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Las estructuras están presentes en la gran mayoría de las obras de ingeniería. El ingeniero debe garantizar que esos sistemas estructurales, una vez sean sometidos a cargas permanentes y temporales, no experimenten deformaciones ni derivas mayores a las permitidas y se encuentren alejadas de las condiciones de falla, cumpliendo con los requisitos de seguridad, funcionalidad, economía y estética. En este curso se proporciona a los estudiantes los conocimientos básicos del análisis estructural y se les prepara para estar en capacidad de determinar los efectos de cargas estáticas aplicadas sobre una estructura elástica lineal mediante la aplicación de los métodos más utilizados en este campo. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Ser capaz de simplificar el análisis de estructuras simétricas sometidas a cargas simétricas, altimétricas y genéricas. Ser capaz de analizar y de calcular las fuerzas internas y desplazamientos en cerchas, arcos, vigas continuas y pórticos en el plano con los diferentes métodos tratados en el curso. Dibujar los diagramas de fuerzas normales, fuerzas cortantes y momentos flectores en vigas continuas y pórticos en el plano. Explicar y aplicar el análisis matricial de estructuras: método de rigidez o de desplazamiento a: armaduras, vigas continuas y marcos en el plano. Establecer y explicar las diferencias entre los métodos de fuerzas y de desplazamientos y aplicarlos correctamente. Utilizar softwares en la solución de cerchas, vigas continuas y pórticos. Poner en práctica habilidades de expresión oral y escrita, espíritu de investigación y conocimientos de una segunda lengua. 5. METODOLOGÍA Clases magistrales Talleres Tareas y trabajos escritos propuestos por el profesor. Trabajos en grupo. Atención al estudiante en horas de consulta predeterminadas. 6. MEDIOS Publicaciones, biblioteca, catálogo Web. Softwares. 7. CONTENIDO Introducción Conceptos fundamentales Idealización estructural Tipos de Estructuras Estructuras simétricas con cargas simétricas, altimétricas y genéricas Principio del trabajo virtual en el estudio de los sistemas elásticos Teoremas sobre la energía de deformación Definición Sistemas rígidos y elásticos Ecuación general Modos de aplicación Sistemas Reticulares Cálculo de incógnita hiperestática y de los desplazamientos nodales Estudio de trabes de alma llena Cálculo de incógnitas hiperestáticas, de desplazamientos y rotaciones a Vigas Continuas, Marcos y Arcos Energía externa e interna de deformación Teoremas de Betti, Maxwell y Castigliano Análisis de estructuras por el método pendiente Generalidades Relación entre momentos y rotaciones en las extremidades de las trabes: ecuaciones pendiente desviación Estructura reticular asociada Estructuras a nodos fijos y a nodos desplazables Ecuación 4 momentos Ecuación 3 momentos o de Clapeyron Método de Gehler Aplicaciones a Vigas Continuas y a Marcos en el plano Distribución de Momentos: Método de Cross Principios generales Rigidez Sistemas en serie y en paralelo Factor de distribución, coeficiente de transmisión Proceso de fijación y de liberación de nodos Aplicaciones a vigas continuas y a marcos en el plano Simplificaciones en estructuras simétricas Análisis matricial de estructuras Método de rigidez o de los desplazamientos Fundamentos Concepto de rigidez y matriz de rigidez Matriz de rigidez del resorte. Matriz de rigidez de un conjunto de resortes Ensamblaje de resortes Generalización del método Estructuras reticulares o cerchas: matriz de rigidez de la barra en coordenadas locales y globales, en el plano y en el espacio Matriz de rigidez de la estructura reticular Estructuras formadas por trabes Matriz de rigidez de la trabe en coordenadas locales y globales, en el plano y en el espacio Matriz de rigidez de la estructura Cargas equivalentes Características de solicitación en las extremidades las trabes Reacciones vinculares Fuerzas y momentos en las extremidades de los elementos en coordenadas locales y globales Igualación y condensación de grados de libertad Aplicaciones a vigas continuas y a marcos en el plano Entramados horizontales o parrillas Matriz de rigidez en el sistema global Cargas equivalentes Reacciones vinculares Uso y aplicaciones de softwares 8. EVALUACIÓN - Primer parcial: 35% - Segundo parcial: 35% - Examen final: 30% 9. BIBLIOGRAFÍA Análisis de Estructuras. Métodos Clásico y Matricial 2ª Edición. McCormac- Nelson 2002. Análisis Estructural Aslam Kassimali Thomson Learning. Análisis Estructural R.C. Hibbeler Prentice may. Análisis Matricial de Estructuras Resmundo Manga Van de Maele Ediciones Uninorte. Teoría e Técnica delle Strutture Ettore Pozzo Pitagora Editrice Bologna. Análisis Estructural Jeffrey P Laible McGraw-Hill. Análisis Elemental de Estructuras Norris, Wilbur, Utku McGraw-Hill. Teoría e Técnica delle Costruzioni Boscotrecase, Minervini Patrón Editore Bologna. Introduzione al Calcolo Automatico delle Strutture Michele Capurso E.S.A.C Roma. Structural Mechanics and Analysis. W.V. Jenkins Van Nostrand Reinhold Co. Berkshire England |
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