Identifying Data 2023/24
Subject (*) Seismic and Aeroelastic Analysis of Structures Code 632514026
Study programme
Mestrado Universitario en Enxeñería de Camiños, Canais e Portos
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Official Master's Degree 2nd 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
Jurado Albarracin-Martinon, Jose Angel
E-mail
jose.angel.jurado@udc.es
Lecturers
Fontan Perez, Arturo Norberto
Jurado Albarracin-Martinon, Jose Angel
Nieto Mouronte, Felix
Romera Rodriguez, Luis Esteban
E-mail
arturo.fontan@udc.es
jose.angel.jurado@udc.es
felix.nieto@udc.es
l.romera@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.gal
General description 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.

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.
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
C8 Facilidade para a integración en equipos multidisciplinares
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
Capacidade para comprobar e deseñar estruturas coa resistencia sísmica axeitada mediante a aplicación das normativas sísmicas correspondentes. No ámbito da aeroelasticidade, capacidade para determinar o comportamento estrutural frente a fenómenos dinámicos xerados pola acción do vento. AC1
AC2
AC3
AC4
AC5
AC6
AC11
AC17
AC18
AC52
BC1
BC2
BC3
BC4
BC6
BC7
BC8
BC9
BC16
BC19
CC9
CC13
CC15
CC21
Capacidade para realizar cálculos sísmicos e aeroelásticos mediante programas de ordenador, verificando os modelos desenvolvidos e os resultados obtidos. AC1
AC2
AC3
AC6
AC8
AC9
AC11
AC17
AC18
BC1
BC2
BC3
BC4
BC5
BC6
BC7
BC8
BC9
BC18
BC19
CC1
CC2
CC5
CC9
CC13
CC15
CC21
Capacidade para deseñar sistemas de illamento e amortiguación de estruturas, así como elementos que melloren o comportamento aeroelástico de estruturas frente ás cargas de vento. AC1
AC2
AC3
AC5
AC6
AC8
AC9
AC11
AC17
AC18
AC19
AC20
BC1
BC2
BC3
BC4
BC5
BC6
BC7
BC8
BC9
BC19
CC1
CC2
CC5
CC9
CC13
CC15
CC21
Capacidade para investigar. AC11
BC1
BC2
BC3
BC4
BC5
BC6
BC8
BC9
BC11
BC12
CC8
CC9
CC12
CC14
CC16
CC17
CC20

Contents
Topic Sub-topic
S1. Seismic action and seismic response of structures Nocións de sismoloxía. Ondas sísmicas. Resposta lineal de sistemas con 1 GDL. Espectros de resposta sísmica e espectros de deseño. Sistemas de NGDL. Análise modal. Resposta espectral e temporal. Introdución ás normas NCSR-02, EC-8.
S2. Ductility and nonlinear seismic response Resposta non lineal de sistemas con NGDL. Ductilidade e dano. Espectros inelásticos de deseño. Análise temporal non lineal. Pushover. Normas NCSR-02, EC-8 e NCSP-07.
S3. Seismic analysis with SAP2000 and ABAQUS programs Aplicación na análise sísmica lineal e non lineal de estruturas de edificación, pasarelas, pontes e presas.
S4. Anti-seismic structural design Vulnerabilidade e deseño antisísmico en edificios históricos. Sistemas de control activo e pasivo. Sistemas de aillamento da base e sistemas de amortigüación. Aplicación en edificios e pontes.
S5. Soil-structure and fluid-structure interaction Modelos simples de interacción e modelos mediante o MEF. Ecuacións acopladas do movemento. Aplicación en edificación, pontes e presas.
A1. Wind engineering. Termodinámica e hidrodinámica da atmosfera. Perfil de vento en altura. Variables aleatorias relacionadas co vento. Modelos de turbulencia.
A2. Aerodynamics in structures. Ecuacións básicas en aerodinámica. Forzas e coeficientes aerodinámicos. Exemplos de análises aerodinámicas en estruturas en enxeñaría civil.
A3. Aeroelastic phenomena in structures. Flameo e bataneo de estruturas esbeltas en especial de pontes de gran van. Excitación por torbellinos, galope de cables. Diverxencia torsional.
A4. Aerodynamics and aeroelasticity experiments in wind tunnels. Tipos de túneles de vento. PCTUVI software de control do túnel de vento. Ensaios aerodinámicos. Ensaios aeroelásticos.
A5. Computational fluid dynamics applied to the aeroelastic analysis of bridges. Ecuacións do fluxo. Mallado de modelos de fluxo arredor de seccións de taboleiros. Modelos de análise. Coeficientes aerodinámicos. Excitación por torbellinos. Funcións de flameo.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Problem solving 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
Laboratory practice A1 A2 A3 A5 A6 A11 A17 A18 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B19 B18 C15 C21 10 10 20
Supervised projects 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
Guest lecture / keynote speech A1 A2 A3 A4 A5 A6 A8 A9 A17 A18 A52 B1 B2 B3 B4 B7 B8 B19 B16 C2 C5 16 24 40
 
Personalized attention 2.5 0 2.5
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Problem solving Resolución guiada das prácticas analíticas e numéricas dos temas plantexados na materia.
Laboratory practice Prácticas da análisie sísmica e aeroelástica realizadas polos estudantes en colaboración cos profesores da materia no CITEEC.
Supervised projects Prácticas analíticas e numéricas, plantexadas polos profesores ao longo do curso e que os estudantes deben resolver de forma autónoma titorizada.
Guest lecture / keynote speech Exposición dos contidos conceptuais dos temas da materia.

Personalized attention
Methodologies
Guest lecture / keynote speech
Problem solving
Laboratory practice
Supervised projects
Description
Os estudantes deberán resolver as dúbidas que lles xurdan antes ou despois de que as prácticas de cada tema sexan resoltas na aula polos profesores da materia.
Do mesmo xeito, os estudantes poden resolver as dúbidas asociadas ás sesións maxistrais, aos traballos tutelados, ou ás prácticas de laboratorio con calquera dos profesores da materia.
Os estudantes poden acudir a titoría individualmente ou en grupo.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Supervised projects 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 The supervised works consist of various activities such as study of papers, calculation exercises, laboratory practices, etc. Some of these works will be given to professors and others will be presented orally in class. Each activity has a value proportional to the time it takes to complete it. 100
 
Assessment comments

The activities described in the supervised projects, as well as the attendance and participation in the classes will be evaluated during the course. To pass it is necessary to obtain a minimum mark of 4over 10 in each of the two parts into which the subject is divided: seismic analysis and aeroelastic analysis.


Sources of information
Basic (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.

Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Bridges II/632514023
Typology of Structures/632514027
Structural Optimization/632514025
Continuum Mechanics/632514002
Structural Dynamics/632514024
Bridges I/632514008

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus

Other comments


(*)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.