Identifying Data 2020/21
Subject (*) Structural Dynamics Code 632514024
Study programme
Mestrado Universitario en Enxeñería de Camiños, Canais e Portos
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Official Master's Degree 1st four-month period
 First Optional 4.5
Language
Spanish
Galician
English
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Construcións e Estruturas Arquitectónicas, Civís e Aeronáuticas
Coordinador
Romera Rodriguez, Luis Esteban
 E-mail
l.romera@udc.es
Lecturers
Fontan Perez, Arturo Norberto
Romera Rodriguez, Luis Esteban
 E-mail
arturo.fontan@udc.es
l.romera@udc.es
Web http://moodle.udc.es (4514024-Cálculo dinámico de estructuras- MICCP)
General description Dotar ao alumno dos coñecementos teóricos e prácticos necesarios para a análise dinámica estrutural.
Desenvolver as cargas dinámicas máis habituais e os métodos de cálculo.
Formar ao alumno no emprego e interpretación de programas de cálculo dinámico de estruturas.
Introducir o deseño sísmico mediante o estudo de casos prácticos.
Coñecemento e aplicación da normativa vixente.
Iniciación á análise experimental modal.
Contingency plan 1. Modificacións nos contidos
Non se realizan cambios.

2. Metodoloxías

*Metodoloxías docentes que se modifican
- Sesión maxistral e solución de problemas: No caso de non poder facerse presencialmente, impartiranse a través da plataforma Teams.
- Prácticas de laboratorio e traballos titorizados: No caso de non poder facerse presencialmente, realizarase utilizando Teams e a plataforma VDI co software SAP2000.

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado
No caso de non poder levarse a cabo presencialmente, a atención personalizada realizarase a través do correo electrónico, Moodle ou Teams.

4. Modificacións na avaliación
Non se producen cambios.

*Observacións de avaliación:
No caso de non poder facerse presencialmente as presentacións dos traballos, estas realizaranse por Teams.

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía
Non se producen modificacións.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A1 Capacitación científico-técnica e metodolóxica para a asesoría, a análise, o deseño, o cálculo, o proxecto, a planificación, a dirección, a xestión, a construción, o mantemento, a conservación e a explotación nos campos relacionados coa Enxeñería Civil: edificación, enerxía, estruturas, xeotecnia, hidráulica, hidroloxía, enxeñería cartográfica, enxeñería marítima e costeira, enxeñería sanitaria, materiais de construción, medio ambiente, ordenación do territorio, transportes e urbanismo, entre outros
A2 Capacidade para comprender os múltiples condicionamentos de carácter técnico, legal e da propiedade que se suscitan no proxecto dunha obra pública, e capacidade para establecer diferentes alternativas válidas, elixir a óptima e plasmala adecuadamente, prevendo os problemas da súa construción, e empregando os métodos e tecnoloxías máis adecuadas, tanto tradicionais como innovadoras, coa finalidade de conseguir a maior eficacia dentro do respecto polo medio ambiente e a protección da seguridade e saúde dos traballadores e usuarios da obra pública
A3 Coñecemento, comprensión e capacidade para aplicar a lexislación necesaria durante o desenvolvemento da profesión de Enxeñeiro de Camiños, Canais e Portos
A4 Coñecemento da historia da Enxeñaría Civil e capacitación para analizar e valorar as obras públicas en particular e a construción en xeral
A5 Coñecemento da profesión de Enxeñeiro de Camiños, Canais e Portos e das actividades que se poden realizar no eido da Enxeñaría Civil
A6 Aplicación das capacidades técnicas e xestoras en actividades de I+D+i dentro do eido da Enxeñaría Civil
A8 Utilización dos ordenadores para a resolución de problemas complexos de enxeñería. Utilización de métodos e modelos sofisticados de cálculo por ordenador así como utilización de técnicas de sistemas expertos e de intelixencia artificial no contexto das súas aplicacións na resolución de problemas do ámbito estrito da Enxeñería Civil
A9 Capacidade para resolver numericamente os problemas matemáticos máis frecuentes na enxeñería, desde a formulación do problema ata o desenvolvemento da formulación e a súa implementación nun programa de ordenador. En particular, capacidade para formular, programar e aplicar modelos numéricos avanzados de cálculo, así como capacidade para a interpretación dos resultados obtidos no contexto da enxeñería civil, a mecánica computacional e/ou a enxeñería matemática, entre outros
A11 Capacidade para documentarse, obter información e aplicar os coñecementos de materiais de construción en sistemas estruturais. Coñecementos da relación entre a estrutura dos materiais e as propiedades mecánicas que dela se derivan, incluíndo a caracterización microestrutural. Coñecemento, comprensión e capacidade para aplicar os métodos, procedementos e equipos que permiten a caracterización mecánica dos materiais, tanto experimentais como analíticos. Coñecementos teóricos e prácticos avanzados das propiedades dos materiais de construción máis utilizados en enxeñería civil. Capacidade para a aplicación de novos materiais a problemas construtivos.
A17 Capacidade para analizar e comprender como as características das estruturas inflúen no seu comportamento, así como coñecer as tipoloxías máis usuais na Enxeñería Civil. Capacidade para utilizar métodos tradicionais e numéricos de cálculo e deseño de todo tipo de estruturas de diferentes materiais, sometidas a esforzos diversos e en situacións de comportamentos mecánicos variados. Coñecemento das diferentes tipoloxías de pontes metálicas, de formigón e mixtas, o seu comportamento estrutural, os métodos de cálculo e os procedementos construtivos empregados
A18 Coñecemento teórico e práctico para a análise non lineal e dinámico estrutural, con especial fincapé na análise sísmica, mediante a aplicación dos métodos e programas de deseño e cálculo dinámico de estruturas por ordenador, a partir do coñecemento e comprensión das cargas dinámicas máis habituais e a súa aplicación ás tipoloxías estruturais da Enxeñaría Civil.
A19 Capacidade para definir a formulación do problema de deseño óptimo de estruturas, mediante a aplicación dos métodos de optimización lineal e non lineal máis habituais en diversas tipoloxías estruturais, incluíndo conceptos de análise de sensibilidade
A20 Coñecemento dos esquemas estruturais máis empregados en Enxeñaría Civil, e capacidade para analizar os antecedentes históricos e a súa evolución ao longo do tempo. Comprensión das interaccións entre as tipoloxías estruturais, os materiais de construción existentes en cada etapa histórica e os medios de cálculo utilizados.
A21 Coñecemento dos fundamentos do comportamento das estruturas de formigón armado e pretensado que permiten ter a capacidade para concibir, proxectar, construír e manter este tipo de estruturas. Coñecemento da tipoloxía de elementos prefabricados, as características principais do seu cálculo e a súa aplicación nos procesos de fabricación.
A52 Coñecemento e comprensión dos diferentes estilos artísticos, en relación co contexto histórico, económico e social da súa época desenvolvendo a capacidade para apreciar e incluír condicionantes estéticos na obra civil.
B1 Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun xeito que terá que ser en gran medida autodirixido ou autónomo.
B2 Posuír e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación
B3 Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornas novas ou pouco coñecidas dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo.
B4 Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de formular xuízos a partir dunha información que, sendo incompleta ou limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas vinculadas á aplicación dos seus coñecementos e xuízos
B5 Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun xeito claro e sen ambigüidades.
B6 Resolver problemas de forma efectiva
B7 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo
B8 Traballar de xeito autónomo con iniciativa
B9 Traballar de forma colaborativa
B11 Comunicarse de xeito efectivo nun ambiente de traballo
B12 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma
B16 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse
B18 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade
B19
C1 Reciclaxe continua de coñecementos nunha perspectiva xeral no eido global de actuación da Enxeñería Civil
C2 Comprender a importancia da innovación na profesión
C5 Comprensión da necesidade de actuar de forma enriquecedora sobre o medio ambiente contribuíndo ao desenvolvemento sostible
C9 Capacidade para organizar e planificar
C12 Capacidade de análise, síntese e estruturación da información e das ideas
C13 Claridade na formulación de hipóteses
C14 Capacidade de abstracción
C15 Capacidade de traballo persoal, organizado e planificado
C16 Capacidade de autoaprendizaxe mediante a inquietude por buscar e adquirir novos coñecementos, potenciando o uso das novas tecnoloxías da información
C17 Capacidade para enfrontarse a novas situacións
C20 Capacidade para aplicar coñecementos básicos na aprendizaxe de coñecementos tecnolóxicos e na súa posta en práctica
C21 Capacidade de realizar probas, ensaios e experimentos, analizando, sintetizando e interpretando os resultados

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Capacidad de para analizar y comprender el comportamiento dinámico de las estructuras AC1
AC2
AC3
AC4
AC5
AC6
AC8
AC9
AC11
AC17
AC18
AC20
AC21
 BC1
BC2
BC3
BC4
BC5
BC6
BC7
BC8
BC9
BC11
BC12
BC16
BC18
 CC1
CC2
CC5
CC9
CC12
CC13
CC15
CC21
Capacidad de realizar modelos numéricos para obtener las respuestas estructurales frente a acciones dinámicas AC1
AC2
AC3
AC8
AC9
AC11
AC17
AC18
AC20
AC21
 BC1
BC2
BC3
BC4
BC6
BC7
BC8
BC9
BC16
BC18
 CC1
CC2
CC5
CC9
CC13
CC15
CC21
Capacidad para aplicar la normativa sismoresistente vigente en la legislación española y europea en el diseño de estructuras AC1
AC2
AC3
AC5
AC18
AC19
AC52
 BC5
BC6
BC7
BC8
BC16
BC18
BC19
 CC14
CC16
CC17
CC20

Contents
Topic Sub-topic
Introducción e conceptos fundamentais Accións dinámicas. Resposta estática e dinámica. Sistemas continuos e discretos. Forzas elásticas, de inercia e de amortiguamento. Concepto de grado de liberdade dinámico. Obtención e solución das ecuacións diferenciais do movemento. Vibracións libres, forzadas, amortiguadas e non amortiguadas.
Sistemas de 1 grado de liberdade (S1GDL):
Resposta en vibración libre 		Vibración libre non amortiguada. Frecuencia e período natural. Tipos de amortiguamento. Amortiguamento viscoso. Medida e valores. Amortiguamento estrutural. Enerxía en vibración libre. Amortiguamento por fricción.
S1GDL: Resposta frente a cargas dinámicas Excitación armónica: Estacionario e transitorio. Resonancia. Forzas transmitidas á base. Excitación da base e illamento de vibracións. Medidas experimentais de frecuencias e amortiguación. Series de Fourier. Acelerómetros.
Cargas incrementais, pulsos e cargas xerais. Espectros de resposta.
Accións sísmicas. NCSE-02. EC-8. Efectos sísmicos nas estruturas. Regras de deseño.
S1GDL: métodos numéricos de obtención da resposta Métodos de integración temporal paso a paso. Sistemas lineais: métodos de interpolación da excitación, método de diferencias centrais, método de Newmark. Estabilidade e error da solución. Sistemas non lineais: método de diferenzas centrais e método de Newmark.
Análise dinámica co programa SAP2000 Características. Módulos de análise dinámica: análise armónico, no tempo e espectral. Modelización das cargas dinámicas e tipos de cargas consideradas. Modelización da masa: masas distribuídas e concentradas.
Sistemas de N GDL (SNGDL):
Estruturas con masa e elasticidad distribuídas 		Ecuacións de equilibrio. Vibracións libres: frecuencias e modos naturais de vibración. Casos de viga biapoiada e viga empotrada-libre. Ortogonalidade modal. Método de Rayleigh. Viga biapoiada con carga móbil a velocidade constante. Vibración de placas delgadas.
SNGDL: Formulación, ecuacións do movemento, frecuencias naturais e modos de vibración. Ecuacións do movemento. Matrices de rixidez elástica, de masas e de amortiguamento. Condensación estática. Métodos numéricos de solución. Autovalores, frecuencias naturais e modos de vibración, matrices modal, espectral e de masas. Teorema de expansión modal. Métodos de obtención dos modos de vibración.
SNGDL: O amortiguamento nas estruturas Medidas experimentais. Matrices de amortiguación clásicas: Amortiguación de Rayleigh, Caughey, e superposición de matrices de amortiguación modal. Matriz de amortiguación non clásica.
SNGDL: Análise modal temporal e espectral Análise modal. Ecuacións modais. Resposta por superposición modal. Contribucións modais. Converxencia da solución. Método de corrección estática. Análise modal experimental.
SNGDL: Análise dinámica mediante o MEF Aplicación do MEF en problemas dinámicos. Discretización espacial e temporal. Ecuacións de equilibrio. Matrices de masas concentradas e consistentes. Formulación en problemas non lineais. Programa SAP2000. Exemplos de aplicación.
SNGDL: Resposta sísmica temporal e espectral Análise modal sísmica. Factores de participación de masas. Resposta temporal e espectral. Regras de combinación modal. Resposta non lineal. Ductilidade e dano. Espectros inelásticos de deseño. Normas NCSE-02, EAE e EC8. Exemplos de aplicación: edificación, presas, pasarelas e pontes.
Deseño antisísmico: vulnerabilidade e deseños antisísmicos en edificios históricos. Sistemas de control pasivos e activos. Exemplos de deseño antisísmico de estruturas.
SNGDL: Normativas, análise experimental e FRF's. Normas NCSE-02, NCSP-07, EC-8. Análise modal experimental. Funcións de resposta en frecuencias. Aplicación en edificación, pontes e pasarelas.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A1 A2 A3 A4 A5 A6 A11 A17 A18 A20 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B18 C1 C2 C5 C15 14 21 35
Problem solving A8 A9 B8 B9 B11 B12 B19 B16 C9 C13 C21 13 19.5 32.5
Laboratory practice A6 A8 A9 B6 B7 B8 B9 B19 B16 B18 C5 C9 11.5 11.5 23
Supervised projects A1 A2 A3 A8 A9 A11 A17 A18 A19 A20 A21 A52 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B16 B18 C1 C2 C5 C9 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C20 C21 4 16 20
 
Personalized attention 2 0 2
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Guest lecture / keynote speech As clases maxistrais consistirán na exposición do contido teórico, involucrando ao alumno en debate e discusión sobre o contido exposto.
Problem solving Sesións de solución analítica de problemas plantexados previamente polo profesor.
Laboratory practice A medida que se van desenvolvendo os temas teóricos realizaranse prácticas de ordenador no laboratorio de estruturas da Escola.
Cada una das prácticas consistirán na modelización mediante elementos finitos dunha estrutura definida polo profesor, onde se aplicarán os coñecementos teóricos adquiridos previamente.
Tamén se realizarán prácticas de análise modal experimental.
Supervised projects O alumno deberá realizar dous traballos ao longo do cuadrimestre. En ditos traballos deberá demostrar as capacidades adquiridas durante as clases teóricas e prácticas. Os traballos consistirán na resolución analítica e mediante ordenador das estruturas definidas polo profesor e a súa posterior presentación. Deberá aplicarse tamén noutra práctica a normativa sismoresistente vixente na lexislación española para verificar os estados límite frente a accións sísmicas.

Personalized attention
Methodologies
Problem solving
Laboratory practice
Guest lecture / keynote speech
Supervised projects
Description
Traballos titorizados:
O profesor asesorará ao alumno durante o transcurso do traballo, indicándolle os erros que está cometendo e como solucionalos. Periodicamente o alumno pasará polo despacho del profesor para comentar a evolución do seu traballo.

Practicas de laboratorio:
O profesor atenderá na clase todas as dúbidas que lle xurdan ao alumno de forma individualizada.

Sesión maxistral:
Os alumnos deberán preguntar en titoría individual aqueles aspectos desenvoltos nas sesións maxistrais que non foron suficientemente comprendidos e interiorizados.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Supervised projects A1 A2 A3 A8 A9 A11 A17 A18 A19 A20 A21 A52 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B16 B18 C1 C2 C5 C9 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C20 C21 O profesor valorará o desenvolvemento dos traballos a medida que se vai completando e o interese do alumno, así como o esforzo realizado, xunto coa valoración dos traballos finalmente entregados e a calidad da súa presentación. 100
 
Assessment comments

Sources of information
Basic

Códigos y normas: 

-NCSR-02: Norma de Construcción Sismorresistente. Parte general y de edificación. Ministerio de Fomento. 
-NCSP-07: Norma de Construcción Sismorresistente: Puentes. Ministerio de Fomento. 
-EUROCODIGO 8: Disposiciones para el proyecto de estructuras sismorresistentes. Reglas generales. Acciones sísmicas y requisitos generales de las estructuras. Parte 1.1. AENOR. 

Libros: 
-Dynamic of Structures. Theory and Applications to Earthquake Engineering. Chopra, Anil K. Prentice Hall, 1995. 
- Mechanical vibrations. Rao, Singiresu S.; 1995 
- Three-Dimensional Static and Dynamic Analysis of Structures. A Physical Approach with Emphasis on Earthquake Engineering. Edward L. Wilson, Professor Emeritus of Structural Engineering. University of California at Berkeley. 2002. 
- Sap2000. Integrated Software for Structural Analysis and Design. Analysis Reference Manual. CSI, Berkeley, USA 2002.
- Structural Dynamics. An Introduction to Computer Methods. Craig, Roy R. John Wiley, 1981. 
- Structural Dynamics. Theory and Computations. Paz, Mario. Chapman, 1997. 
- The Finite Element Method. Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis. Hughes, Thomas J.R.; Prentice Hall, 1987. 
- Engineering Vibration. Inman J.; Prentice Hall, 2001 
- Structural Dynamics for Structural Engineers. Gary C. Hart, Kevin Wong. John Wiley, 2000. 
- Vibrations of solids and structures under moving loads. Fryba L. Thomas Telford Ltd; 1999 
- Arquitectura sísmica: Prevención y rehabilitación. A. Bahamón et al. Barcelona, Loft Publications. 2000. 
- El riesgo sísmico en el diseño de edificios. Barbat A.H. Cuadernos Técnicos 3; 1998 
- Estructuras sometidas a acciones sísmicas. Cálculo por ordenador. Alex H. Barbat y Juan Miguel Canet. CIMNE. 1994. 
- Estructuras sometidas a acciones dinámicas. Ed. E. Car, F. López y S. Oller. CIMNE. 2000 
- ITEA; Programa europeo de formación en cálculo y diseño de la estructura de acero. Tomo 21: Diseño sísmico. 
- Modal Testing: Theory, Practice and application. D.J. Ewins. Research Studies Pr. 2000 
- Annotated Slide Collection. Earthquake Engineering Research Institute. EERI, 1997 

Direccións web: 
- www.geo.ign.es Instituto Geográfico Nacional. 
- www.ecgs.lu European Center for Geodynamics and Seismology 
- http://www.emsc-csem.org European-Mediterranean Sismological Center 
- http://www.orfeus-eu.org/ Observatories and Research Facilities for European Seismology
- www.eeri.org Earthquake Engineering Research Institute (USA) 
- http://nisee.berkeley.edu National Inf. Service for Earthquake Eng. (USA) 
- hhttp://nsmp.wr.usgs.gov/ US Geological Survey. Nat. Strong-motion project 
- http://www.bosai.go.jp/e/ NIED National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention 
- www.earthquakeprotection.com EPS (Earthquake Protection Systems) 
- http://www.alga.it/en 
- http://www.maurer-soehne.es/
Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Structures III/632514003

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus
Seismic and Aeroelastic Analysis of Structures /632514026
Advanced Structural Analysis/632514028

Other comments

La asignatura combina los conceptos de mecánica del sólido rígido y del análisis de estructuras para comprender el funcionamiento dinámico de las estructuras, por lo que se recomiendan conocimientos de mecánica y estructuras, junto con conocimientos de resolución de ecuaciones diferenciales y álgebra.


(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.