UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: C1108
Estructuras IV
Última Actualización de la Asignatura: 09/06/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03028 - Ingeniería Civil 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases:
Evaluaciones:
3ro
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Civil - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(C1105) Estructuras III
(F1316) Introducción a la Programación y Analisis Numérico

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Estructura Basica

Departamento: Construcciones

Tipificación: Tecnologicas Basicas (TB)

Ingeniería Civil - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
48.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
0.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
40.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

96.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

OBJETIVOS

Brindar una introducción a la mecánica de los medios continuos, para que los alumnos adquieran los conocimientos de los estados tensionales y de deformaciones de las estructuras laminares planas (placas y chapas), bajo comportamiento mecánicamente lineal-elástico y plástico, sometidas a los efectos de las acciones externas. Se estudia la teoría de las líneas de rotura, y se desarrolla una introducción al método de los elementos finitos. Finalmente se introduce el concepto de tiempo en las solicitaciones, y se analiza la dinámica de la estructuras en el campo lineal, incluyendo la acción sísmica.

PROGRAMA SINTÉTICO

Introducción al estudio del equilibrio de los cuerpos elásticos deformables.Aplicación a placas planas de pequeño espesor.Elasticidad bidimensional.Introducción al método de elementos finitos.Teorías de rotura en placas planas.Dinámica estructural (cargas aleatorias y determinísticas).Acción sísmica.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 17/05/2017 - Actualidad

1. Introducción al Estudio del Equilibrio de los Cuerpos Elásticos Deformables. Componentes intrínsecas del vector tensión sobre un elemento de superficie.Tensiones en un punto. Matriz de tensiones.Tensiones principales y sus direcciones. Elipsoide de tensiones de Lamé. Cuádrica de tensiones.Tensiones octaédricas.
Análisis de las deformaciones en un medio continuo. Deformaciones en el entorno de un punto.Deformaciones especificas longitudinales y angulares.Deformaciones en una dirección cualquiera.Deformación específica unitaria en un punto. Matriz de Deformación. Deformaciones principales y sus direcciones. Invariantes. Cuádrica de deformaciones.Deformación específica volumétrica.Condiciones de Compatibilidad entre las componentes de la matriz Deformación.Matriz de Transformación . Matriz de Giro. Distorsión Angular.Tensores de tensiones. Tensores esféricos y distorsionales. Relaciones entre Invariantes.Tensor de Deformación.Deformación específica Media.
Relación entre tensiones y deformaciones. Principio de superposición.Ley de Independencia de las acciones. Ley generalizada de Hooke. Condiciones de anisotropía, ortotropía e isotropía.Ecuaciones de Lamé. Potencial interno de un sistema elástico. Trabajo interno de deformación. Trabajo virtual interno. Energía potencial. Teorema de Clapeyron. Principio de los trabajos virtuales de los cuerpos elásticos.Energía Potencial Total.
Planteamiento General del Problema Elástico .Formulación del problema elástico. en corrimientos. Formulación del problema elástico en tensiones.Ecuación de MIchel y de Beltrami.Unicidad de la solución del problema elástico.
2. Aplicación a Placas Planas de Pequeño Espesor.
Placas planas rectangulares sometidas a flexión pura en dos direcciones ortogonales. Análisis de los corrimientos en un elemento diferencial de placa.Deformaciones específicas.Relación tensiones-deformaciones.Ecuaciones de equilibrio. Ecuación diferencial de Germain-Lagrange Momentos flectores y torsores. Esfuerzos de corte. Reacciones. Condiciones de borde.Tipos de apoyos.Reacción esquina. Borde con empotramiento elástico.Borde curvilíneo. Placas continuas rectangulares.
Placas planas circulares .Ecuación Diferencial general.Solución de la Ecuación diferencial. Análisis de corrimientos y deformaciones.Momento radial y anular. Esfuerzo de corte. Caso particular de placas circulares axialsimétricas..
3. Elasticidad Bidimensional.
En Coordenadas Cartesianas Estados elásticos bidimensionales.Deformación plana en coordenadas cartesianas ortogonales.Estado tensional plano.El problema elástico en un estado de deformación plana y tensional plano. Definición de la matriz de elasticidad, aplicaciones. Solución del estado plano de tensiones.Función de Airy. Interpretación fisica y representación.Estudio de las condiciones de borde. Ecuaciones de equilibrio. Aplicaciones en viga de gran altura. Funciones de Airy polinómicas.Flexión de una viga en voladizo cargada en su extremo.
4. Introducción al Método de Elementos Finitos.
Sistemas continuos y discretos. Planteo general del método de elementos finitos. Desarrollo para los problemas de elasticidad bidimensional. Tipos de elementos. Grados de libertad. Polinomios de interpolación. Matriz de rigidez del elemento en coordenadas locales y globales. Equilibrio en el modelo, ensamble de la matriz y de rigidez de la estructura. Aplicaciones a diversas estructuras.
5. Teorías de Rotura en Placas Planas.
Comportamiento plástico de los materiales. Criterios de plastificación.Estudio del comportamiento plástico de estructuras simples. Definición de carga elástica y carga plástica. Cálculo plástico de placas. Métodos de resolución de la cota Limite Superior y de Límite Inferior. Condiciones de contorno. Criterio de plastificación de Johansen. . Criterio general. Hipótesis de ductilidad de la placa. Teoría de las líneas de rotura. Esfuerzos interiores. Ejes de rotación.. Placas ortótropas y con momentos de plastificación variables: caso del hormigón armado.
6. Dinámica Estructural.
Ecuaciones dinámicas del movimiento. Vibrador simple. Vibraciones libres con o sin amortiguamiento. Vibraciones forzadas, resonancia, impacto. Análisis dinámico de estructuras, ecuación matricial del movimiento, matriz masa y matriz amortiguamiento. Vibraciones libres, modos, frecuencias propias, vibraciones forzadas, método de superposición modal. Diagramas espectrales, cargas sísmicas y de viento.
7. Acción Sísmica.
Acción de los sismos sobre las estructuras.Definición de la acción sísmica con acelerogramas. Cálculo dinámico directo. Definición de la acción sísmica mediante espectros elásticos de respuesta.Comportamiento elástico. Comportamiento elasto-plástico. Sistema simple de un grado de libertad. Estructuras de múltiples grados de libertad.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 09/05/2017 - Actualidad

-Guzmán, A. - Gonzalez Saleme, R. Elasticidad y Plasticidad. Ed. CEILP (1970)
-Beluzzi, O. Ciencia de la Construcción (Tomo III). Ed. Aguilar
-Zienkewicz, O. C. El método de los elementos finitos. Ed. Reverté S. A. (1980)

Bibliografía Complementaria
-Timoshenko, S. - Goodier, J.M. Teoría de la elasticidad. Ed. URMO (1968)
-Torroja, E. Elasticidad. Ed. Dossat (1963)
-Timoshenko, S. - Krieger S. Teoría de placas y láminas. Ed. URMO (1975)
-Fliess, E. D. Estabilidad (II curso). Ed. Kapelusz (1974)
-Beyer, K. La estática del hormigón armado (Tomo II). Ed. NIGAR (1957)
-Kalmanok, A. S. Manual para el cálculo de placas. Interciencia (1961)
-Argüello A. R. Cálculo de estructuras. Ed. ETSIM de España
-Bares, R. Tablas para el cálculo de placas y vigas pared. Ed. Gustavo Gili S. A. (1970)
-Filonenko - Borodich M. M. Teoría de la elasticidad. Ed. Platina Buenos Aires (1963)
- Luis Ortiz Berrocal. Elasticidad. Mc Graw Hill
- Avelino Samartin Quiroga. Curso de Elasticidad. Librería Editorial Bellisco-Madrid
- F. Paris. Elasticidad. Universidad de Sevilla
- Argüelles Alvarez, Ramon. Fundamentos de Elasticidad y su Programación por Elementos Finitos Librería Editorial Bellisco - Madrid
- Gracia Villa, Luis; Doblare Castellano, Manuel. Fundamentos de Elasticidad Lineal. Síntesis Editora S.A.
- Miglio Bugueiro, Joaquin. Elasticidad: Cuestiones y ejercicios resueltos. Universidad Politécnica de Val 2003
- Macia Mercade, Juan Elasticidad. Ciencia - 3 Editorial
- Argüelles, Amado Antonio. Elasticidad y Resistencia de Materiales. Librería Editorial Bellisco
- Clough, Ray W; Penzien, Joseph. Dynamics of Structures. Mc Graw Hill 1993
- Paz, Mario. Dinámica Estructural, Teoría y Calculo. Reverté 1992
- Jirasek, Milan; Bazantzdenek, P. Inelastic Analysis Of Structures. Wiley 2002
-Chopra, A.K., Dynamics of Structures, Ed. Prentice Hall, 1995.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

TP01) DINÁMICA ESTRUCTURAL Y ACCIÓN SÍSMICA. 3 hs
TP02) TENSORES DE TENSIÓN Y DE DEFORMACIÓN. 3 hs.
TP03) RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA ELÁSTICO. 3 hs.
TP04) ELEMENTOS FINITOS. 3 hs.
TP05) PLACAS PLANAS. 3 hs.
TP06) LÍNEAS DE ROTURA. 3 hs.



METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

La materia está organizada para la atención de alumnos que cursen por Promoción Directa y por Cursada Común con Examen Final. El dictado de las clases se concentrará en la explicación de los conceptos más importantes y/o dificultosos, y en las preguntas que formulen los alumnos. El alumno contará con suficiente anticipación, con la fecha de dictado de los diferentes temas y con la bibliografía de apoyo. En aquellos casos en que la bibliografía no sea de fácil acceso, la Cátedra redactará el material que considere necesario con el nivel y profundidad adecuados para cubrir los requerimientos académicos del tema a tratar. Se procurará que el alumno tenga una necesidad mínima de tomar notas de clase de modo de poder concentrarse en las explicaciones, preguntas y comentarios que vayan generándose. Asimismo de esta forma será más fácil que se produzca un intercambio de preguntas y respuestas dado que el alumno podrá centrar su atención en la clase y no en la confección de sus apuntes. Siempre que sea posible se intentará un criterio similar para las prácticas y laboratorios. Se promoverá la redacción de trabajos prácticos e informes de modo de ejercitar la expresión escrita y la capacidad de síntesis y de crítica. Los alumnos que cursen por Promoción Directa deberán acreditar los siguientes porcentajes mínimos de presencia activa: a) Clases Teóricas: 80 % b) Clases Prácticas: 80 %. De acuerdo a las características de cada una de las clases o actividades se establecerá la forma de acreditación de la asistencia (preguntas escritas, preguntas orales, etc.). Los alumnos que cursen por Cursada Común sin Examen Final no tendrán requerimientos de presencia activa en clases teóricas, debiendo aprobar los requerimientos del espacio de la práctica en evaluaciones y trabajos prácticos. Todos los trabajos prácticos deben ser resueltos y aprobados individualmente, presentando memoria escrita y respondiendo a un breve interrogatorio. En algunos de ellos se utilizan programas de computación, como planillas de cálculo y software específico en el análisis estructural.




SISTEMA DE EVALUACIÓN

A mediados y al final del semestre se realizarán evaluaciones parciales. Previo a cada evaluación habrá horarios para espacios de consulta y corrección de trabajos prácticos. Cada una de las instancias de evaluación abarcará la mitad del programa aproximadamente.
Al final del semestre habrá dos fechas para recuperación de cualquiera de los dos módulos evaluados durante la cursada
Los parciales serán teórico-prácticos. Los alumnos que desde el principio del curso hayan optado por Promoción con Examen Final rendirán solamente la parte práctica, el resto de los alumnos rendirán ambas partes. Ambos regímenes de cursada (Promoción Directa y por Examen Final) requieren la aprobación del 100% de los trabajos prácticos. El calendario de la materia incluirá los trabajos prácticos que el alumno deberá tener aprobados para estar en condiciones de rendir cada uno de los parciales. Los parciales se calificarán de 0 a 10 puntos.
Es requisito para aprobar la cursada con Examen Final obtener como mínimo 4 puntos en la parte práctica de cada parcial. Para aprobar la cursada por Promoción se requiere un promedio de ambos parciales de al menos 6 puntos en la parte teórica y práctica. La calificación mínima en cada parcial debe ser de 5 puntos, ya sea en la parte práctica como en la teórica.
La nota final se obtendrá como promedio de las notas de los parciales. Los alumnos que no alcancen los requerimientos de la Promoción Directa pero que cuenten con la totalidad de los trabajos prácticos aprobados y la parte práctica de los parciales aprobada obtendrán la habilitación para rendir el Examen Final.



MATERIAL DIDÁCTICO

En la Biblioteca de la Facultad de Ingeniería de la UNLP se puede encontrar gran variedad de libros referidos al análisis de estructuras.
Además, la Cátedra cuenta con gran cantidad de apuntes de clase publicados en el sitio web de la Facultad de Ingeniería. El alumno puede descargar desde la Página de la Cátedra apuntes de teoría, ejercicios resueltos, guías de estudio, tablas, planillas electrónicas y gráficos auxiliares para el cálculo y resolución de trabajos prácticos.
Se utilizarán planillas electrónicas y software de análisis estructural, en su versión académica de acceso libre.




ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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