Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Cálculo sísmico y aeroelástico de estructuras Código 632514026
Titulación
Mestrado Universitario en Enxeñería de Camiños, Canais e Portos
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 2º cuatrimestre
Primero Optativa 4.5
Idioma
Castellano
Gallego
Inglés
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Construcións e Estruturas Arquitectónicas, Civís e Aeronáuticas
Coordinador/a
Jurado Albarracin-Martinon, Jose Angel
Correo electrónico
jose.angel.jurado@udc.es
Profesorado
Fontan Perez, Arturo Norberto
Jurado Albarracin-Martinon, Jose Angel
Nieto Mouronte, Felix
Romera Rodriguez, Luis Esteban
Correo electrónico
arturo.fontan@udc.es
jose.angel.jurado@udc.es
felix.nieto@udc.es
l.romera@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.gal
Descripción general O obxectivo da materia é dotar ao alumno dos coñecementos teóricos e prácticos da análise sísmico e aeroelástico estrutural e aplicalo á comprobación e deseño de estruturas.
No campo do cálculo sísmico preténdese introducir ao alumno na análise sísmico lineal e non lineal de estruturas mediante o estudo de casos prácticos; coñecer e aplicar as normativas sísmicas existentes (NCSR-02, NCSP-07 e EC-8); e formar ao alumno no uso e interpretación de programas de cálculo sísmico de estruturas (SAP2000 e ABAQUS) e no deseño de sistemas de illamento sísmico e de amortiguación.
No campo do análisis aeroelástico de estruturas pretendese introducir o alumnado na enxeñería do vento, estudando a aerodinámica e a aeroelasticidade de estruturas civis en especial de pontes, usando métodos experimentales e computacionais.

Competencias del título
Código Competencias / Resultados del título
A1 Capacitación científico-técnica y metodológica para la asesoría, el análisis, el diseño, el cálculo, el proyecto, la planificación, la dirección, la gestión, la construcción, el mantenimiento, la conservación y la explotación en los campos relacionados con la Ingeniería Civil: edificación, energía, estructuras, geotecnia, hidráulica, hidrología, ingeniería cartográfica, ingeniería marítima y costera, ingeniería sanitaria, materiales de construcción, medio ambiente, ordenación del territorio, transportes y urbanismo, entre otros
A2 Capacidad para comprender los múltiples condicionamientos de carácter técnico, legal y de la propiedad que se plantean en el proyecto de una obra pública, y capacidad para establecer diferentes alternativas válidas, elegir la óptima y plasmarla adecuadamente, previendo los problemas de su construcción, y empleando los métodos y tecnologías más adecuadas, tanto tradicionales como innovadores, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de la obra pública
A3 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria durante el desarrollo de la profesión de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
A4 Conocimiento de la historia de la Ingeniería Civil y capacitación para analizar y valorar las obras públicas en particular y la construcción en general
A5 Conocimiento de la profesión de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y de las actividades que se pueden realizar en el ámbito de la Ingeniería Civil
A6 Aplicación de las capacidades técnicas y gestoras en actividades de I+D+i dentro del ámbito de la Ingeniería Civil
A8 Utilización de los ordenadores para la resolución de problemas complejos de ingeniería. Utilización de métodos y modelos sofisticados de cálculo por ordenador así como utilización de técnicas de sistemas expertos y de inteligencia artificial en el contexto de sus aplicaciones en la resolución de problemas del ámbito estricto de la Ingeniería Civil
A9 Capacidad para resolver numéricamente los problemas matemáticos más frecuentes en la ingeniería, desde el planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos numéricos avanzados de cálculo, así como capacidad para la interpretación de los resultados obtenidos en el contexto de la ingeniería civil, la mecánica computacional y/o la ingeniería matemática, entre otros
A11 Capacidad para documentarse, obtener información y aplicar los conocimientos de materiales de construcción en sistemas estructurales. Conocimientos de la relación entre la estructura de los materiales y las propiedades mecánicas que de ella se derivan, incluyendo la caracterización microestructural. Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar los métodos, procedimientos y equipos que permiten la caracterización mecánica de los materiales, tanto experimentales como analíticos. Conocimiento teórico y práctico avanzados de las propiedades de los materiales de construcción más utilizados en ingeniería civil. Capacidad para la aplicación de nuevos materiales a problemas constructivos.
A17 Capacidad para analizar y comprender como las características de las estructuras influyen en su comportamiento, así como conocer las tipologías más usuales en la Ingeniería Civil. Capacidad para utilizar métodos tradicionales y numéricos de cálculo y diseño de todo tipo de estructuras de diferentes materiales, sometidas a esfuerzos diversos y en situaciones de comportamientos mecánicos variados. Conocimiento de las diferentes tipologías de puentes metálicos, de hormigón y mixtos, su comportamiento estructural, los métodos de cálculo y los procedimientos constructivos empleados.
A18 Conocimiento teórico y práctico para el análisis no lineal y dinámico estructural, con especial hincapié en el análisis sísmico, mediante la aplicación de los métodos y programas de diseño y cálculo dinámico de estructuras por ordenador, a partir del conocimiento y comprensión de las cargas dinámicas más habituales y su aplicación a las tipologías estructurales de la Ingeniería Civil.
A19 Capacidad para definir el planteamiento del problema de diseño óptimo de estructuras, mediante la aplicación de los métodos de optimización lineal y no lineal más habituales en diversas tipologías estructurales, incluyendo conceptos de análisis de sensibilidad.
A20 Conocimiento de los esquemas estructurales más utilizados en Ingeniería Civil, y capacidad para analizar los antecedentes históricos y su evolución a lo largo del tiempo. Comprensión de las interacciones entre las tipologías estructurales, los materiales de construcción existentes en cada etapa histórica y los medios de cálculo utilizados.
A52 Conocimiento y comprensión de los diferentes estilos artísticos, en relación con el contexto histórico, económico y social de su época desarrollando la capacidad para apreciar e incluir condicionantes estéticos en la obra civil.
B1 Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
B2 Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
B3 Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
B4 Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
B5 Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
B6 Resolver problemas de forma efectiva
B7 Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo
B8 Trabajar de forma autónoma con iniciativa
B9 Trabajar de forma colaborativa
B11 Comunicarse de manera efectiva en un entorno de trabajo
B12 Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma
B16 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con que deben enfrentarse
B18 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad
B19
C1 Reciclaje continuo de conocimientos en una perspectiva generalista en el ámbito global de actuación de la ingeniería civil.
C2 Comprender la importancia de la innovación en la profesión.
C5 Comprensión de la necesidad de actuar de forma enriquecedora sobre el medio ambiente contribuyendo al desarrollo sostenible.
C8 Facilidad para la integración en equipos multidisciplinares.
C9 Capacidad para organizar y planificar.
C12 Capacidad de análisis, síntesis y estructuración de la información y de las ideas
C13 Claridad en la formulación de hipótesis
C14 Capacidad de abstracción
C15 Capacidad de trabajo personal, organizado y planificado
C16 Capacidad de autoaprendizaje mediante la inquietud por buscar y adquirir nuevos conocimientos, potenciando el uso de las nuevas tecnologías de la información
C17 Capacidad para enfrentarse a situaciones nuevas
C20 Capacidad para aplicar conocimientos básicos en el aprendizaje de conocimientos tecnológicos y en su puesta en práctica
C21 Capacidad de realizar pruebas, ensayos y experimentos, analizando, sintetizando e interpretando los resultados

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias / Resultados del título
Capacidad para comprobar y diseñar estructuras con la resistencia sísmica adecuada mediante la aplicación de las normativas sísmicas correspondientes. En el ámbito de la aeroelasticidad, capacidad para determinar el comportamiento estructural frente a fenómenos dinámicos generados por la acción del viento. AM1
AM2
AM3
AM4
AM5
AM6
AM11
AM17
AM18
AM52
BM1
BM2
BM3
BM4
BM6
BM7
BM8
BM9
BM16
BM19
CM9
CM13
CM15
CM21
Capacidad para realizar cálculos sísmicos y aeroelásticos mediante programas de ordenador, verificando los modelos desarrollados y los resultados obtenidos. AM1
AM2
AM3
AM6
AM8
AM9
AM11
AM17
AM18
BM1
BM2
BM3
BM4
BM5
BM6
BM7
BM8
BM9
BM18
BM19
CM1
CM2
CM5
CM9
CM13
CM15
CM21
Capacidad para diseñar sistemas de aislamiento y amortiguación de estructuras, así como elementos que mejoren el comportamiento aeroelástico de estructuras frente a las cargas de viento. AM1
AM2
AM3
AM5
AM6
AM8
AM9
AM11
AM17
AM18
AM19
AM20
BM1
BM2
BM3
BM4
BM5
BM6
BM7
BM8
BM9
BM19
CM1
CM2
CM5
CM9
CM13
CM15
CM21
Capacidad para investigar AM11
BM1
BM2
BM3
BM4
BM5
BM6
BM8
BM9
BM11
BM12
CM8
CM9
CM12
CM14
CM16
CM17
CM20

Contenidos
Tema Subtema
Tema S1. Acción sísmica y respuesta sísmica de las estructuras Nociones de sismología. Ondas sísmicas. Respuesta lineal de sistemas con 1 GDL. Espectros de respuesta sísmica y espectros de diseño. Sistemas de NGDL. Análisis modal. Respuesta espectral y temporal. Introducción a las normas NCSR-02, EC-8.
Tema S2. Ductilidad y respuesta sísmica no lineal Respuesta no lineal de sistemas con NGDL. Ductilidad y daño. Espectros inelásticos de diseño. Análisis temporal no lineal. Pushover. Normas NCSR-02, EC-8 y NCSP-07.
Tema S3. Análisis sísmico con los programas SAP2000 y ABAQUS Aplicación en el análisis sísmico lineal y no lineal de estructuras de edificación, pasarelas, puentes y presas.
Tema S4. Diseño estructural antisísmico Vulnerabilidad y diseño antisísmico en edificios históricos. Sistemas de control activo y pasivo. Sistemas de aislamiento de la base y sistemas de amortiguación. Aplicación en edificios y puentes.
Tema S5. Interacción suelo-estructura y fluido-estructura Modelos simples de interacción y modelos mediante el MEF. Ecuaciones acopladas del movimiento. Aplicación en edificación, puentes y presas.
Tema A1. Ingeniería del viento. Termodinámica e hidrodinámica de la atmósfera. Perfil de viento en altura. Variables aleatorias relacionadas con el viento. Modelos de turbulencia.
Tema A2. Aerodinámica en estructuras. Ecuaciones básicas en aerodinámica. Fuerzas y coeficientes aerodinámicos. Ejemplos de análisis aerodinámicos en estructuras en ingeniería civil.
Tema A3. Fenómenos aeroelásticos en estructuras. Flameo y bataneo de estructuras esbeltas en especial de puentes de gran vano. Excitación por torbellinos, Galope de cables. Divergencia torsional.
Tema A4. Aerodinámica y aeroelasticidad experimental. Tipos de túneles de viento. PCTUVI software de control del túnel de viento. Ensayos aerodinámicos. Ensayos aeroelásticos.
Tema A5. Mecánica de fluidos computacional aplicada al análisis aeroelástico de puentes. Ecuaciones del flujo. Mallado de modelos de flujo alrededor de secciones de tableros. Modelos de análisis. Coeficientes aerodinámicos. Excitación por torbellinos. Funciones de flameo.

Planificación
Metodologías / pruebas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciales y virtuales) Horas trabajo autónomo Horas totales
Solución de problemas A1 A2 A3 A5 A6 A8 A9 A11 A17 A18 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B19 B18 C9 C13 C15 C21 10 15 25
Prácticas de laboratorio A1 A2 A3 A5 A6 A11 A17 A18 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B19 B18 C15 C21 10 10 20
Trabajos tutelados A1 A2 A3 A6 A8 A9 A11 A17 A18 A19 A20 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B11 B12 B19 B18 C1 C2 C8 C9 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C20 C21 5 20 25
Sesión magistral A1 A2 A3 A4 A5 A6 A8 A9 A17 A18 A52 B1 B2 B3 B4 B7 B8 B19 B16 C2 C5 16 24 40
 
Atención personalizada 2.5 0 2.5
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Solución de problemas Resolución guiada de las prácticas analíticas y numéricas de los temas planteados en la asignatura.
Prácticas de laboratorio Practicas de análisis sísmico y aeroelástico realizadas por los alumnos en colaboración con los profesores de la asignatura en el CITEEC.
Trabajos tutelados Prácticas analíticas y numéricas, planteadas por los profesores a lo largo del curso y que los alumnos deben resolver de forma autónoma tutorizada.
Sesión magistral Exposición de los contenidos conceptuales de los temas de la asignatura.

Atención personalizada
Metodologías
Sesión magistral
Solución de problemas
Prácticas de laboratorio
Trabajos tutelados
Descripción
Los alumnos deberán resolver las dudas que se les planteen antes o después de que las prácticas de cada tema hayan sido resueltas en el aula por los profesores de la asignatura.
De la misma forma, los alumnos pueden resolver las dudas asociadas a las sesiones magistrales, a los trabajos tutelados, o a las prácticas de laboratorio con cualquiera de los profesores de la asignatura.
Los alumnos pueden acudir a tutoría individualmente o en grupo.

Evaluación
Metodologías Competencias / Resultados Descripción Calificación
Trabajos tutelados A1 A2 A3 A6 A8 A9 A11 A17 A18 A19 A20 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B11 B12 B19 B18 C1 C2 C8 C9 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C20 C21 Los trabajos tutelados consisten en actividades diversas como estudio de artículos, ejercicios de cálculo, prácticas de laboratorio, etc. Algunos de estos trabajos serán entregados y otros se expondrán oralmente en clase. Cada actividad tiene un valor proporcional al tiempo necesario para ser completada. 100
 
Observaciones evaluación

Las actividades descritas en los trabajos tutelados, así como la asistencia y participación en las sesiones serán evaluadas durante el curso. Para aprobar es necesario obtener una nota mínima de 4 sobre 10 en cada una de las dos partes en que se divide la asignatura: análisis sísmico y análisis aeroelástico.


Fuentes de información
Básica (2012). ABAQUS: Analysis manual. Simulia
Jurado J. A.; Hernandez S.; Nieto F.; Mosquera A. (2011). Bridge Aeroelasticity, Sensitivity Analysis and Optimun Design. Wit press
John D. Anderson (1995). Computational FLuid Dynamics. McGraw-Hill
Chopra, Anil K. (1995). Dynamic of Structures. Theory and Applications to Earthquake Engineering. Prentice Hall
Inman J. (2001). Engineering Vibration. Prentice Hall
(2005). Eurocódigo 8: Disposiciones para el proyecto de estructuras sismorresistentes. Reglas generales. Acciones sísmicas y requisitos generales de las estructuras. Parte 1.1. Aenor
John D. Anderson (2001). Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill
Ewins D.J. (2000). Modal Testing: Theory, Practice and Application. Research Studies
(2007). NCSP-07. Norma de construcción sismorresistente: Puentes. Ministerio de fomento
(2002). NCSR-02. Norma de construcción sismorresistente. Ministerio de fomento
(2002). SAP2000: Integrated software for structural analysis and design. Analysis Reference Manual. CSI, Berkeley, USA
Simiu E.; Scanlan R. H. (1996). Wind effects on structures. Jhon Weley & sons INC.

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Puentes II/632514023
Tipología de estructuras/632514027
Diseño óptimo de estructuras/632514025
Mecánica de medios continuos/632514002
Cálculo dinámico de estructuras/632514024
Puentes I/632514008

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

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