Código y Nombre de la Asignatura: ICI 7030 - DINAMICA ESTRUCTURAL |
División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto. Ing. Civil y Ambiental ICI 7060 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 Se estudiarán de manera gradual aquellas técnicas y conceptos fundamentales de cálculo dinámico de estructuras, partiendo de los conceptos más elementales de mecánica clásica, tales como el de equilibrio estático y dinámico y de conceptos básicos de cálculo de estructuras, en los cuales se apoya necesariamente el cálculo dinámico, para de esta manera alcanzar el nivel adecuado que nos permita realizar cálculos prácticos de la respuesta dinámica de estructuras. 3. JUSTIFICACIÓN En los problemas de ingeniería no siempre es posible obtener soluciones matemáticas rigurosas. Realmente, solo en unos casos simples pueden obtenerse soluciones analíticas. Cuando los problemas implican propiedades de materiales, distribución de cargas y condiciones de contorno complejas, se hace necesario introducir simplificaciones o idealizaciones para reducir el problema a una solución matemática que sea capaz de dar resultados aceptables desde el punto de vista de la seguridad y la economía. Por esta razón se hace necesario adquirir los conceptos básicos de dinámica estructural. 4. OBJETIVOS 4.1 Objetivos Generales Estudiar los conceptos básicos de la dinámica estructural mediante el entendimiento de las acciones dinámicas y el comportamiento de las estructuras frente a ellas. 4.2 Objetivos específicos Al finalizar el curso el estudiante deberá ser capaz de: - Definir las diferentes acciones dinámicas, modelar estructuras y analizar numéricamente el comportamiento dinámico en ellas. - Aplicación de software especializado en el análisis dinámico de diferentes tipos de estructuras. - Desarrollar en los estudiantes habilidades de comunicación oral y escrita mediante exposiciones, talleres y discusión de casos. 5. METODOLOGÍA Presentación y discusión teórica en clase de los distintos temas y desarrollo de ejemplos prácticos para la comprensión de la teoría. 6. MEDIOS - Tablet PC - Proyector - Tablero - Computador - Software: MATLAB V.6, ETABS V.9, Bistec, AP2000 V.10 7. CONTENIDO 7.1 PRINCIPIOS BÁSICOS - Introducción - Grados de libertad - Sistemas - Rigidez - Amortiguamientos - Trabajo y energía - Tipos de excitaciones dinámicas Tiempo: 6 horas 7.2 SISTEMAS DINÁMICOS DE UN GRADO DE LIBERTAD SIN AMORTIGUAMIENTO - Vibración libre - Vibración forzada armónica - Vibración transitoria - Excitación en la base Tiempo: 6 horas 7.3 SISTEMAS DINÁMICOS DE UN GRADO DE LIBERTAD CON AMORTIGUAMIENTO - Vibración libre - Vibración forzada armónica - Vibración en la base Tiempo: 3 horas 7.4 RESPUESTA DINÁMICA POR MEDIO DE MÉTODOS NUMÉRICOS - Método de la aceleración lineal - Método de la diferencia finita Tiempo: 3 horas 7.5 ESPECTROS DE RESPUESTA DE SISTEMA LINEAL - Obtención del espectro de respuesta - Relación entre Sa, Sv y Sd. - Características del espectro de respuesta - Relación entre los diferentes componentes - Espectro de algunos sismos Tiempo: 3 horas 7.6 SISTEMAS DINÁMICOS DE VARIOS GRADOS DE LIBERTAD SIN AMORTIGUAMIENTO - Vibración libre - Vibración forzada arbitraria - Excitación en la base Tiempo: 6 horas 7.7 SISTEMAS DINÁMICOS DE VARIOS GRADOS DE LIBERTAD CON AMORTIGUAMIENTO - Vibración libre - Vibración forzada arbitraria - Excitación en la base Tiempo: 3 horas 7.8 IDEALIZACIÓN DINÁMICA DE LA ESTRUCTURA - Masas distribuidas y masa concentrada - Idealización de la rigidez Tiempo 3 horas 7.9 ANÁLISIS MODAL CRONOLÓGICO - Vibración forzada armónica - Vibración transitoria - Excitación en la base Tiempo: 3 horas 7.10 ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL - Formulación del análisis modal espectral - Métodos de combinación de la respuesta modal - Modos a utilizar - Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente Tiempo: 12 horas 8. EVALUACIÓN - Primer Parcial 25% - Segundo Parcial 25% - Trabajos, talleres, quizzes, etc 25% - Examen final 25% 9. BIBLIOGRAFÍA THOMSON, William, Teoría de Vibraciones con Aplicaciones, Editorial Pretince Hall, 1982. MALDONADO, Esperanza; CHIO CHO, Gustavo, Dinámica Estructural, Universidad Industrial de Santander, 1995. GARCIA, R, Luis E., Dinámica Estructural Aplicada al diseño sísmico, 1998. ISAZA, Bernal, Jaime, Análisis Dinámico de Estructuras, Universidad Nacional, 1980. SARRIA, Alberto, Ingeniería Sísmica, Uniandes, 1995. CODIGO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTE. MELI, Roberto, Manual de Diseño Sísmico de Edificios, LIMUSA, 1989. P.A. Cook, Nonlinear Dynamical Systems, Prentice Hall International, Englewood Cliffs, New Jersey, 1.986. CLOUGH, Ray; PENZIEN, Joseph, Dinamics of Structures, Mc Graw Hill, 1993. R.R. Craig Jr, Structural Dynamics, John Wiley & Sons, Inc, New York, 1.981. M. Paz, Dinámica Estructural, Editorial Reverté S.A., Barcelona, 1.992. C.F. Beards, Structural Vibration Analysis, Ellis Horwood Ltd, Chichester, 1.983. A.H. Barbat y J.M. Canet, Estructuras Sometidas a Acciones Sísmicas, Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, Barcelona, 1.994. A.H. Barbat, Cálculo Sísmico de Estructuras, Editores Técnicos Asociados S.A., Barcelona, 1.982. L. Meirovitch, Introduction to Dynamics and Control, John Wiley & Sons, Inc, 1.985. D.G. Carmichael, Structural Modelling and Optimization: A General Methodology for Engineering and Control, Ellis Horwood Ltd, Chichester, 1.981. O.C. Zienkiewicz y R.L. Taylor, The Finite Element Method,,, 4th Edition, Volume 1, McGraw Hill, London 1.989. W.C. Hurty y M.F. Rubinstein, Dynamics of Structures, Prentice Hall, Inc, Englewood Cliffs, New Jersey, 1.964. J.M. Biggs, Introduction to Structural Dynamics, McGraw Hill, Inc, New York, 1.964. R.W. Clough, Analysis of Structural Vibration and Dynamic Response, publicado en Recent Advances in Matrix Methods of Structutral Analysis and Design, (R.H. Gallagher, Y. Yamada y J.T. Oden editores), The University of Alabama Press, 1.971. E Oñate, Cálculo de Estructuras por el Método de los Elementos Finitos, Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, Barcelona, 1.992. T. Kailath, Linear Systems, Prentice Hall, Inc, Englewood Cliffs, New Jersey, 1.980. L. Meirovich, Dynamics and Control of Structures, John Wiley & Sons, New York, 1.980. R.R. Mohler, Nonlinear Systems, Volume I, Dynamics and Control, Prentice Hall, Inc, Englewood Cliffs, New Jersey, 1.991. 10. PÁGINAS INTERNET: http://www.csiberkeley.com/support_technical_papers.html http://peer.berkeley.edu/ http://www.ce.berkeley.edu/semm/index.php http://www.ce.berkeley.edu/~hachem/bispec/ |
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