Universitat Internacional de Catalunya
Estructures 1
Altres llengües d'impartició: castellà
Professorat
Dilluns de 12,15 a 14.15. Prèvia cita en els correus electrònics.
Dr. Pedro Casariego: pcasariego@uic.es
Dr. Roger Señís: rsenis@uic.es
Ravil Gizatulin: rgizatulin@uic.es
Presentació
Estructures I, s'imparteix en el segon curs del grau. És, per tant, una assignatura que amplia l'aprenentatge de Física, i proporciona a l'alumne les eines necessàries per comprendre i aprofundir, adequadament, en les assignatures d'estructures que s'imparteixen en tercer i quart curs de la carrera.
Intuïtivament, sabem que cada material té les seves pròpies característiques. Així doncs, és lògic pensar que, diferents materials, manifestaran, diferents comportaments enfront d'un estat de càrregues.
Hi ha una sèrie de paràmetres que ens permeten conèixer les característiques i el comportament dels materials davant un estat de càrregues. El coneixement d'aquests paràmetres és necessari per avaluar si un material, i per tant, si una estructura, pot suportar les càrregues a les quals es troba sotmesa.
En base a l'exposat, l'assignatura d'Estructures I, se centra en les característiques i resistència dels materials, i introdueix l'estudiant en l'anàlisi estructural.
El coneixement d'aquests paràmetres comuns a tots els materials, permet escometre més fàcilment l'estudi d'un material determinat, com el formigó o l'acer, els quals s'imparteixen en tercer i quart curs de la carrera.
Aquesta assignatura es troba dividida en dos blocs.
En el PRIMER BLOC, s'imparteixen els conceptes bàsics de Resistència de materials.
La Resistència de materials confereix a l'alumne les eines necessàries per estudiar els esforços interns a què es troba sotmesa una estructura, sota l'acció de les càrregues pertinents, i determinar si aquesta estructura és capaç de suportar les càrregues a les quals es troba sotmesa, o si per contra, serà necessari efectuar un redimensionament de la mateixa.
Així doncs aquest bloc, de caràcter teòric-pràctic, permet a l'alumne, pre-dimensionar, verificar i quantificar, l '"esforç" que ha de desenvolupar una peça estructural per tal de suportar les accions a les quals es troba sotmesa. Tot això, sota les premisses pròpies que la resistència de materials imposa.
Aquesta part de l'assignatura enllaça amb el que han après en Física I i prepara l'alumne per a l'estudi dels materials més habituals de la construcció, com són l'acer i el formigó, que s'imparteixen en cursos superiors.
El SEGON BLOC, se centra en l'anàlisi d'estructures.
Els alumnes hauran d'aplicar els conceptes apresos en el primer bloc, a la resolució estructural d'un projecte dissenyat pel propi alumne en l'assignatura de projectes d'aquest curs.
Per això, s'introduirà alumne en les tipologies habituals en la construcció i s'explicarà la normativa vigent, Codi Tècnic de l'Edificació (CTE) i l'Eurocodi amb la finalitat que els alumnes obtinguin les accions sobre l'edificació i estableixin la seguretat estructural pertinent.
Requisits previs
La branca d'estructures és un continu al llarg de la carrera, on en cada curs es van ampliant els conceptes del curs anterior, per tant, es recomana que l'alumne hagi superat l'assignatura de Física I, per a un bon aprofitament del curs.
Si no, l'alumne ha de tenir coneixements dels conceptes fonamentals que s'imparteixen en Física, sent imprescindible, el saber obtenir els diagrames d'esforços d'estructures isostàtiques.
Objectius
L'alumne ha de manejar amb certa fluïdesa l'Eurocodi i els Codis Tècnics relatius a l'obtenció de càrregues i introducció de seguretat estructural en l'edificació.
Haurà de saber analitzar estructures planes amb una correcta obtenció dels diagrames d'esforços interns.
L'alumne posseirà els coneixements bàsics de la Resistència de Materials. L'alumne podrà predimensionar i analitzar l'estat de càrregues a què es troba sotmesa una estructura.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- 12-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar estructures d'edificació.
- 15-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar solucions de fonamentació.
- 17 - Aptitud per aplicar les normes tècniques i constructives.
- 24 - Coneixement adequat de la mecànica de sòlids, de mitjans continus i del sòl, així com de les qualitats plàstiques, elàstiques i de resistència dels materials d'obra pesada.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
Coneixement de la normativa d'accions i seguretat estructural.
Habilitat per dissenyar, modelar, predimensionar i calcular estructures en base als conceptes de resistència de materials.
Continguts
Bloc teòric 1
Tema 1. Introducció i conceptes generals.
1.1. - Resistència de materials. Conceptes generals.
1.2. - Tipus d'esforços interns. Classificació.
1.3. - Diagrama tensió - deformació d'un material.
1.3.1. - Obtenció del diagrama tensió - deformació.
1.3.2. - Introducció als conceptes de tensió i deformació.
1.3.3. - Comportament elàstic i comportament plàstic d'un material.
1.3.4. - Interpretació del diagrama tensió - deformació de l'acer. Mòdul de Young. Llei de Hooke. Dúctilitat. Fragilitat. Plastificació.
1.3.5. - Interpretació del diagrama tensió - deformació d'altres materials. Alumini. Ceràmica. Formigó. Fusta.
1.4. - Premisses de la resistència de materials.
1.5. - Exercicis diagrama tensió deformació.
Tema 2. Geometria de masses.
2.1. - Centre de gravetat.
2.2. - Àrea.
2.3. - Moment estàtic.
2.4. - Moment d'inèrcia.
2.5. - Teorema de Steiner.
2.6. - Mòdul resistent.
2.7. - Moment d'inèrcia polar.
2.8. - Ràdio de gir.
2.9. - Producte d'inèrcia
2.10. - Exercicis.
Tema 3. Esforç axil.
3.1. - Definició de esforç axil.
3.2. - Càlcul tensional.
3.3. - Càlcul de deformacions. Deformació unitària. Llei de Hooke.
3.4. - Esforços tèrmics.
3.5. - Mòdul d'elasticitat transversal o mòdul de Coulomb. L’efecte Poisson.
3.6. - Paràmetres característics del comportament dels materials.
3.7. - Estructures isostàtiques, hiperestàtiques i mecanismes.
3.8. - Exercicis.
Tema 4. Flexió pura.
4.1. - Definició de flexió. Fibra neutra.
4.2. - Flexió pura.
4.3. - Càlcul tensional. Hipòtesi de Navier. Mòdul resistent.
Tema 5. Flexió simple.
5.1. - Definició de flexió simple.
5.2. - Esforços normals Vs tensions normals. Esforços tangencials Vs.tensiones tangencials.
5.3. - Esforç tallant. Relació flexió Vs tallant.
5.4. - Esforç rasant. Càlcul tensional. Expressió de Jouravski - Colignon. Llei de Cauchy.
5.5. - Casos particulars de esforç tallant. Secció rectangular, circular, perfil laminat. tensió mitjana a tallant.
5.6. - Tipologies a flexió en funció de la llum. Casuística.
5.7. - Tipologies a tallant.
5.8. - Tipologies a rasant
5.9. - Exercicis flexió simple i pura.
Tema 6. Flexió composta.
6.1. - Definició de flexió composta.
6.2. - Casuística de flexió composta. Axil excèntrica, càrrega obliqua, axil i vent, murs de contenció, postensat /pretensat d'un element de formigó.
6.3. - Càlcul tensional.
6.3. - Equació de la línia neutra.
6.6. - Exercicis flexió composta.
Tema 7. Flexió esbaixada.
7.1. - Definició de flexió esbaixada
7.2. - Casuística de flexió esbaixada. Càrrega excèntrica, corretges de coberta, suports, ..
7.3. - Càlcul tensionals
7.4. - Equació de la línia neutra.
7.5. - El nucli central. propietats. Obtenció del nucli central. Casos genèrics: rectangular, circular, anular, perfil laminat
7.6. - Quadre resum tipus de flexió. Elements comuns de l'edificació.
7.7. - Exercicis flexió esbaixada.
Tema 8. Torsió.
8.1. - Definició esforç torsor.
8.2. - Casuística de esforç torsor.
8.3. - Diagrames de moment torsor.
8.4. - Càlcul tensionals per al cas de seccions circulars.
8.5. - Càlcul deformacional per al cas de seccions circulars. Giro torsional.
8.6. - Torsió uniforme i torsió no uniforme.
8.7. - Seccions Vs torsió. Rigidesa torsional d'una secció.
8.8. -Disseny de peces sotmeses a torsió.
8.9. - Exercicis esforç torsor.
Bloc 2
Tema 1. Tipologies habituals en la construcció. Seguretat Estructural. Bases de càlcul. Accions en l'Edificació.
Tema 2. apunts bàsics per al càlcul d'estructures planes.
Petit llibre amb un resum dels passos necessaris per pre-dimensionar una estructura.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Les classes es desenvolupen els dilluns de 10:15-12:15 i els dimecres de 11.15h a 14.15h.
Dilluns: S'impartiran classes teòriques o magistrals intercalades amb alguna classe participativa en la qual es realitzarà exercicis.
Dimecres:S'impartiran classes participatives i classes totalment pràctiques. A les classes participatives el professor i l'alumne resoldran ejericicios en conjunt. A les classes pràctiques alumne haurà de resoldre exercicis proposats.
Les classes participatives es resoldran directament a la pissarra.
A la plataforma Moodle de la UIC (intranet) l'alumne trobarà tots els recursos necessaris per fer un seguiment de l'assignatura i repassar els conceptes presentats a classe.
Al Moodle l'alumne trobarà els apunts impartits a classe. En cas que l'alumne no pugui assistir a una classe per qüestions alienes a la seva voluntat podrà accedir al Moodle i revisar els apunts.
| ACTIVITAT FORMATIVA | COMPETÈNCIES | CRÈDITS ECTS |
|---|---|---|
| Classe expositiva | 12-T 15-T 17 24 | 0,6 |
| Classe participativa | 12-T 15-T 17 24 | 0,6 |
| Classe pràctica | 12-T 15-T 17 24 | 0,6 |
| Tutories | 12-T 15-T 17 24 | 0,6 |
| Estudi individuals o en grup | 12-T 15-T 17 24 | 2,5 |
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
L'assignatura s'aprova amb un 5 sobre 10 de mitjana entre examen i treball pràctic.
Evaluació Estructures I:
- Examen Finall: 60% de la nota final. Nota mitjana mínima 4. Menys d'un 4 no fa mitjana
- Lliurament de treball: 40% de la notal final. Nota mitjana mínima 4. Menys d'un 4 no fa mitjana
Dates d'examen:
- Examen final presencial: divendres 12 de gener de 2024 de 09.00h a 12.00h. Revisió: Dijous 25 de gener de 2024 a les 10.30h.
- Segona convocatòria Presencial: Divendres 14 de juny de 2024 de 15:00-18:00. Revisió: Dimecres 03 juliol de 2024 a les 14h
Bibliografia i recursos
Bibliografia Obligatòria:
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.
Bibliografia Complementària:
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.