Universitat Internacional de Catalunya

Estructuras 1

Estructuras 1
5
7985
2
Primer semestre
OB
Módulo Técnico
Estructuras 1
Lengua de impartición principal: inglés

Otras lenguas de impartición: castellano

Profesorado


Lunes de 11.00 a 12.00, ó, Miércoles: 11.00 a 12.00. Previa cita en los siguientes correos electrónicos.

pcasariego@uic.es 

Presentación

Estructuras I, se imparte en el segundo curso del grado. Es, por lo tanto, una asignatura que extiende el aprendizaje de Física, y proporciona al alumno las herramientas necesarias para comprender y profundizar, adecuadamente, en las asignaturas de estructuras que se imparten en tercer y cuarto curso de la carrera.

Intuitivamente, sabemos que cada material tiene sus propias características. Así pues, es lógico pensar que, diferentes materiales, manifestarán, diferentes comportamientos frente a un estado de cargas.

Hay una serie de parámetros que nos permiten conocer las características y el comportamiento de los materiales ante un estado de cargas. El conocimiento de estos parámetros es necesario para evaluar si un material, y por lo tanto, si una estructura, puede soportar las cargas a las que se encuentra sometida.

En la base a lo expuesto, la asignatura de Estructuras I, se centra en las características y resistencia de los materiales, e introduce al estudiante en el análisis estructural.

El conocimiento de estos parámetros comunes a todos los materiales, permite acometer más fácilmente el estudio de un material determinado, como el hormigón o el acero, los cuales se imparten en tercer y cuarto curso de la carrera.

Dicha asignatura se encuentra dividida en dos bloques.

En el PRIMER BLOQUE, se imparten los conceptos básicos de Resistencia de materiales.

La Resistencia de materiales confiere al alumno las herramientas necesarias para estudiar los esfuerzos internos a los que se encuentra sometida una estructura, bajo la acción de las cargas pertinentes, y determinar si dicha estructura es capaz de soportar las cargas a las que se encuentra sometida, o si por el contrario, será necesario efectuar un redimensionamiento de la misma.

Así pues este bloque, de carácter teórico-práctico, permite al alumno, pre-dimensionar , verificar y cuantificar, el “esfuerzo” que ha de desarrollar una pieza estructural con el fin de soportar las acciones a las que se encuentra sometida. Todo ello, bajo las premisas propias que la resistencia de materiales impone.

Esta parte de la asignatura enlaza con lo aprendido en Física I y prepara al alumno para el estudio de los materiales más habituales de la construcción, como son el acero y el hormigón, que se imparten en cursos superiores.

 El SEGUNDO BLOQUE, se centra en el análisis de estructuras.

Los alumnos habrán de aplicar los conceptos aprendidos en el primer bloque, a la resolución estructural de un proyecto diseñado por el propio alumno en la asignatura de proyectos del mismo curso.

Para ello, se introducirá alumno en las tipologías habituales en la construcción y se explicará la normativa vigente, Código Técnico de la Edificación (CTE), concretamente en el CTE-AE y el CTE-SE, con el fin de que los alumnos obtengan las acciones sobre la edificación y establezcan la seguridad estructural pertinente marcada por el CTE.

Requisitos previos

 Dado que la rama de estructuras es un continuo a lo largo de la carrera, donde en cada curso se van ampliando los conceptos del curso anterior, se recomienda que el alumno haya superado la asignatura de Física I, para un buen aprovechamiento del curso.

En su defecto, el alumno ha de tener conocimientos de los conceptos fundamentales que se imparten en Física, siendo imprescindible, el saber obtener los diagramas de esfuerzos de estructuras isostáticas. 

Objetivos

 El alumno ha de manejar con cierta fluidez los Códigos Técnicos, CTE-AE y CTE-SE, relativos a la obtención de cargas e introducción de seguridad estructural en la edificación.

Habrá de saber analizar estructuras planas con una correcta obtención de los diagramas de esfuerzos internos.

El alumno poseerá los conocimientos básicos de la Resistencia de Materiales. El alumno podrá predimensionar y analizar el estado de cargas al que se encuentra sometida una estructura.

Competencias

  • 12-T - Aptitud para concebir, calcular, diseñar, integrar en edificios y conjuntos urbanos y ejecutar estructuras de edificación.
  • 15-T - Aptitud para concebir, calcular, diseñar, integrar en edificios y conjuntos urbanos y ejecutar soluciones de cimentación.
  • 17 - Aptitud para aplicar las normas técnicas y constructivas.
  • 24 - Conocimiento adecuado de la mecánica de sólidos, de medios continuos y del suelo, así como de las cualidades plásticas, elásticas y de resistencia de los materiales de obra pesada.

Resultados de aprendizaje

Conocimiento de la normativa de acciones y seguridad estructural.

Habilidad para diseñar, modelar, predimensionar y calcular estructuras en base a los conceptos de resistencia de materiales.

Contenidos

BLOQUE 1.

Tema 1. Introducción y conceptos generales.

Resistencia de materiales. Conceptos generales. Tipo de esfuerzos internos. Clasificación. Diagrama tensión – Deformación de un material. Obtención del diagrama tensión – Deformación. Introducción a los conceptos de tensión y deformación. Comportamiento elástico y comportamiento plástico de un material. Interpretación del diagrama tensión - Deformación del acero. Módulo de Young. Ley de Hooke. Ductilidad. Fragilidad. Plastificación. Interpretación del diagrama tensión – Deformación de otros materiales. Aluminio. Cerámica. Hormigón. Madera. Premisas de la resistencia de materiales. Ejercicios diagrama tensión deformación. 

Tema 2. Geometría de masas.

Centro de gravedad. Área. Momento estático. Momento de inercia. Teorema de Steiner. Módulo resistente.  Momento de inercia polar. Radio de giro. Producto de inercia Ejercicios. 

Tema 3. Esfuerzo axil.

Definición de esfuerzo axil. Cálculo tensional. Cálculo de deformaciones. Deformación unitaria. Ley de Hooke. Esfuerzos térmicos. Módulo de elasticidad transversal o módulo de coulomb. Efecto Poisson. Parámetros característicos del comportamiento los materiales. Estructuras isostáticas, hiperestáticas y mecanismos. Hiperestatismo axil. Hiperestatismo axil por esfuerzos térmicos. Hiperestatismo axil en piezas mixtas. Ejercicios. 

Tema 4. Flexión pura.

Definición de flexión. Fibra neutra. Flexión pura. Cálculo tensional. Hipótesis de Navier. Módulo resistente. Prontuario. 

Tema 5. Flexión simple.

Definición de flexión simple. Esfuerzos normales vs. tensiones normales. Esfuerzos tangenciales vs. tensiones tangenciales. Esfuerzo cortante. Relación flexión vs. cortante. Esfuerzo rasante. Cálculo tensional. Expresión de Jouravski - Colignon. Ley de Cauchy. Casos particulares de esfuerzo cortante. Sección rectangular, circular, perfil laminado. Tensión media a cortante. Tipologías a flexión en función de la luz. Casuística. Tipologías a cortante. Tipologías a rasante. Ejercicios flexión simple y pura. 

Tema 6. Flexión compuesta.

Definición de flexión compuesta. Casuísticas de flexión compuesta. axil excéntrico, carga oblicua, axil y viento, muros de contención, postensado/pretensado de un elemento de hormigón. Calculo tensional. Ecuación de la línea neutra. Ejercicios flexión compuesta. 

Tema 7. Flexión esviada.

Definición de flexión esviada. Casuísticas de flexión esviada. Carga excéntrica, correas de cubierta, apoyos…etc. Cálculo tensional. Ecuación de la línea neutra. El núcleo central. Propiedades.  Obtención del núcleo central. Casos genéricos: rectangular, circular, anular, perfil laminado. Cuadro resumen tipos de flexión. Elementos comunes de la edificación. Ejercicios flexión esviada. 

Tema 8. Torsión.

Definición esfuerzo torsor. Casuística de esfuerzo torsor. Diagramas de momentos torsores. Cálculo tensional para el caso de secciones circulares. cálculo deformacional para el caso de secciones circulares. Giro torsional.  Torsión uniforme y torsión no uniforme. Secciones vs. torsión. Rigidez torsional de una sección. Diseño de piezas sometidas a torsión. Ejercicios esfuerzo torsor.

BLOQUE 2.

Tema 1. Introducción al código técnico de la edificación. Tipologías habituales en la construcción. Db se. documento básico. Seguridad estructural. Bases de cálculo. Db se-ae. Documento básico. Seguridad estructural. acciones en la edificación.

Tema 2. Apuntes básicos para el cálculo de estructuras planas.

Pequeño libro con un resumen de los pasos necesarios para pre-dimensionar una estructura.


Metodología y actividades formativas

Modalidad semipresencial (blended)



La metodología y actividades formativas se plantean como un sistema híbrido (virtual y presencial). De esta manera, si la situación lo require, tanto alumno como pofesor estarán preparados para pasar a un sistema totalmente presencial o totalmente vitual, sin que haya pérdida de tiempo.

Las clases se desarrollan los lunes de 17.00h a 19.00h y los miércoles de 18.00h a 21.00h.

Lunes: Totalmente virtual. Se impartirán clases teóricas o magistrales intercaladas con alguna clase participativa en la que se realizará ejercicios.

En la plataforma Moodle de la UIC (intranet), disponible en todas las asignaturas de la Universidad, el alumno encontrará todos los recursos necesarios para hacer un seguiemiento online sin necesidad de tener que descargar ningún programa o aplicación. Programas como el Collaborate o la herramientas como "Tarea", entre otras, permiten la realización de clases online y enviar ejercicios y que los alumnos los devuelvan de manera privada e independiente para su calificación. También es factible realizar pruebas y/ exámenes tipo test para ir evaluando al alumno de manera continuada.

Miércoles: Totalmente presencial. Se impartirán clases participativas y clases totalmente prácticas. En las clases participativas el profesor y el alumno resolverán ejericicios en conjunto. En las clases prácticas alumno tendrá que resolver ejercicios propuestos.

Las clases participativas se resolverán directamente en el encerado.

Las clases prácticas se realizarán en tres aulas, cada una con un profesor, en donde los alumnos tendrán la distancia de seguridad adecuada. En estas clases el alumno ha de resolver ejericios de manera individual y preguntar las dudas que tenga en relación a la realizaxión de los ejercicio. En base a ello, los alumnos podrán subir sus dudas o ejercicios al Moodle, los cuales se proyectarán en pantalla para la supervisión del profesor. De esta manera se solucionarán las dudas del alumnado con la distancia de seguridad adecuada mediante el empleo de "Tablets". También se empleará el encerado cuando no se requiera intercambio de información entre profesor y alumno.

ACTIVIDAD FORMATIVACOMPETENCIASCRÉDITOS ECTS
Clase expositiva
12-T 15-T 17 24 0,6
Clase participativa
12-T 15-T 17 24 0,6
Clase práctica
12-T 15-T 17 24 0,6
Tutorías
12-T 15-T 17 24 0,6
Estudio individual o en grupo
12-T 15-T 17 24 2,5

Sistemas y criterios de evaluación

Modalidad semipresencial (blended)



La asignatura se aprueba con un 5 sobre 10 de media entre examen y trabajo práctico.

Evaluación Estructuras I:

  1. Examen Final Presencial: 75% de la nota final.
  2. Entrega de trabajo: 25%  de la notal final

Fechas de examen:

  1. Examen final Presencial: Viernes 15 de enero de 2021 de 16.00h a 19.00h. Revisión Virtual: Jueves 28 de enero de 2021 a las 15.30h.
  2. Segunda convocatoria Presencial: Viernes 18 de junio de 2021 de 12.00h a 15.00h. Revisión virtual: Martes 06 de julio de 2021 a las 15.30h

Bibliografía y recursos

Bibliografía Obligatoria:

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.

Bibliografía Complementaria:

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.