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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:

PROYECTO DOCENTE

Análisis Avanzado de Estructuras

Grp de Clases Teórico-prácticas de Análisis Avanzado de Estructuras

CURSO 2020-21

Última modificación 23/07/2020 Página 1 de 12

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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