Cálculo de Estructuras

Autores: Enrique Nieto García

Recomendaciones para el estudio.

El orden recomendado de estudio es el siguiente:

Presentación
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Objetivos
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Recursos técnicos
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Contenidos

RECORRIDO (recomendado)

En la enseñanza tradicional el alumno sigue la asignatura en el orden en que los contenidos de dicha asignatura son expuestos, por el profesor, a lo largo del curso.

En el caso de la utilización de Internet el alumno puede discurrir a su criterio por la información, siguiendo su propio ritmo de aprendizaje.

Para evitar la desorientación por los CONTENIDOS, se establecen una serie de recorridos recomendados por la información.

Tema 1

El recorrido recomendado sería:

Generalidades
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Estructuras tipo
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Actividades
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Ejercicios de autoevaluación

El resto de los contenidos (Bibliografía y Normativa) puede ser consultado en otro momento

Tema 2

El recorrido recomendado sería:

Principios. Teoremas. Métodos
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Actividad 5.3
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Actividad 5.1
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Actividad 5.2
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Ejercicios de autoevaluación
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El cálculo de estructuras de barras de nudos articulados
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El cálculo de estructuras de nudos rígidos
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El cálculo de emparrillados y estructuras especiales

Tema 3

El recorrido recomendado sería:

Metodología: Concepto y ámbito de aplicación
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Actividad 5.1
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Matriz de rigidez, vectores de carga y desplazamiento
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Actividad 5.2
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Caso de barra empotrada-libre
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Ejercicios de autoevaluación

Tema 4

El recorrido recomendado sería:

Matriz de rigidez de una barra en el plano, con nudos articulados
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Matriz de rigidez de una barra en el plano, con nudos rígidos
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Actividad 7.1
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Sistema de numeración. Submatrices
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Ecuaciones matriciales de Estado
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Actividad 7.2
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Ejercicios de autoevaluación
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Matriz de flexibilidad de una barra
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Actividad 7.3

Es importante obtener la matriz de rigidez de los diferentes casos de barras, que se corresponden con diferentes tipologías estructurales.

El contenido de este tema es fundamentalmente teórico y se debe prestar atención a los conceptos de resistencia de materiales que se encuentran subyacentes en los apartados 4.1, 4.2 especialmente.

Es importante comprender el concepto del cálculo matricial de estructuras para que al ir desarrollando la metodología vayamos siguiendo un proceso de asimilación ordenada de los contenidos, de forma que no se pierda el concepto físico del comportamiento estructural, detrás de la operatoria matricial.

Tema 5

El recorrido recomendado sería:

Matriz de equilibrio
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Aplicación al caso de barras planas y espaciales, de directriz recta con nudos articulados
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Aplicación al caso de barras planas y espaciales, de directriz recta con nudos rígidos
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Obtención de las submatrices. Relación con la matriz de equilibrio
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Actividades
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Ejercicios de autoevaluación

Es importante obtener la matriz de equilibrio de los diferentes casos de barras, que se corresponden con diferentes tipologías estructurales.

El contenido de este tema es fundamentalmente teórico y se debe prestar atención a los conceptos de equilibrio estático que se encuentran subyacentes en los apartados 5.2, 5.3 y 5.4. especialmente.

Tema 6

El recorrido recomendado sería:

Coordenadas locales y globales
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Matriz de transformación
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Definición topológica de una estructura
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Matriz de conexión
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Transformación de los desplazamientos
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Transformación de la matriz de rigidez
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Ensamblaje de la matriz de rigidez
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Actividades
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Hay que prever el que será necesario un tiempo hasta familiarizarnos con el software docente que se facilita y que esperamos que sea de gran ayuda como herramienta de autoaprendizaje. Por ello es recomendable comenzar por el manejo de dicho software.
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Ejercicios de autoevaluación
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El software antes referido, puede utilizarse también como una herramienta de autoevaluación de los conocimientos.

Tema 7

El recorrido recomendado sería:

Caso de estructura espacial de nudos articulados
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Caso de vínculos parciales
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Vector carga en nudos
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Vector desplazamiento en nudos
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Los esfuerzos en barras
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Las reacciones en los vínculos
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Actividades
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Ejercicios de autoevaluación
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El software antes referido, puede utilizarse también como una herramienta de aprendizaje y autoevaluación en los contenidos de este tema referidos a estructuras planas de nudos articulados.

Tema 8

El recorrido recomendado sería:

Cálculo matricial de estructuras planas de nudos rígidos
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Coordenadas locales y globales. Matriz de transformación
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Vector carga equivalente
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Matriz de rigidez para estructuras planas de nudos rígidos
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Caso de vinculación parcial
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Caso de estructuras mixtas
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Determinación de desplazamientos y giros
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Determinación de esfuerzos en barras
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Las reacciones en vínculos
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Actividades 9.1 y 9.2
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Ejercicios de Autoevaluación
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El software antes referido, puede utilizarse también como una herramienta de aprendizaje y autoevaluación en los contenidos de este tema referidos a estructuras planas de nudos rígidos.

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Actividad 9.3
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Actividad 9.4

Tema 9

El recorrido recomendado sería:

Matriz de rigidez de una barra de emparrillado
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Vector carga en nudos
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Determinación de desplazamientos y giros
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Determinación de esfuerzos en barras
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Las reacciones en vínculos
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Actividades 7.1 y 7.2
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El software antes referido, puede utilizarse también como una herramienta de aprendizaje y autoevaluación en cada uno de los contenidos del presente tema: matriz de rigidez de una barra, de un emparrillado, etc. y es conveniente intercalar dicha actividad durante el recorrido por cada uno de los contenidos.

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Interpretación de resultados: Diagramas de solicitaciones
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Ejercicios de Autoevaluación
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Actividad 7.3

Tema 10

El recorrido recomendado sería:

Definición topológica y notación
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Matrices de transformación
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Matriz de rigidez de una barra en globales
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Ensamblaje de la matriz de rigidez de la estructura espacial
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Vector carga equivalente
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Determinación de desplazamientos y giros
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Vector de esfuerzos de barras en locales
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Actividad 9.1
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El software antes referido, puede utilizarse también como una herramienta de aprendizaje y autoevaluación en cada uno de los contenidos del presente tema: matriz de rigidez de una barra, de un emparrillado, etc. y es conveniente intercalar dicha actividad durante el recorrido por cada uno de los contenidos.
Interpretación de resultados:

Diagramas de solicitaciones
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Ejercicios de Autoevaluación
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Actividades 9.2 y 9.3
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Tema 11

El recorrido recomendado sería:

Generalidades
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Definición topológica de estructuras en software
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Entrada de datos necesarios: secuenciación
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Presentación de pantallas de datos y resultados
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Diagramas básicos de flujo para la realización de software
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Actividades
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Artículo original: OCW

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