Cálculo de estructuras

Conocer, comprender y utilizar los principios de la Ingeniería del medio rural: cálculo de estructuras y construcción. Saber tomar decisiones mediante el uso de los recursos disponibles para el trabajo en grupos multidisciplinares. Saber transferir tecnología, entender, interpretar, comunicar y adoptar los avances en el campo agrario.

Para alcanzar dichos objetivos nos centraremos en el cálculo matricial, fundamentalmente desarrollando el método de la rigidez, entendiendo que los conceptos relacionados con la mecánica han sido abordados en la materia de Física I y los relativos a la resolución de sistemas de ecuaciones lineales en Matemáticas I. De igual forma, los conocimientos adquiridos en la materia Informática se revelan especialmente adecuados para avanzar en la resolución de casos prácticos; principalmente aquellos que permiten establecer una base para el diseño de herramientas informáticas específicas en el ámbito del cálculo estructural y que se aplicarán en materias del mismo módulo que se ofertan en los últimos cursos de la titulación.

La memoria del título contempla para esta materia los siguientes contenidos:
- Resistencia de materiales
- Cálculo de estructuras

Estos contenidos se desarrollarán de acuerdo con el temario expuesto a continuación:

PROGRAMA DE SESIONES EXPOSITIVAS

Unidad I. RESISTENCIA DE MATERIALES (8 h presenciales y 12,5 no presenciales)
Tema I.- Introducción. (2h)
- Cuerpo elástico
- Ley de Hooke
- Fuerzas externas e internas
- Equilibrio estático
- Sistemas isostáticos e hiperestáticos
Tema II.- Flexión: esfuerzos. (2h)
- Formas de trabajo
- Relación entre esfuerzo cortante y momento flector
Tema III.- Flexión: deformaciones. (4h)
- Componentes de la deformación
- Ecuación diferencial de la elástica
- Teoremas de Mohr

Unidad II. CÁLCULO DE ESTRUCTURAS (10 h presenciales y 23 no presenciales)
Tema IV.- Sistemas de estructuras. (2h)
- Introducción a los tipos estructurales
- Sistemas estructurales
- Estructuras hiperestáticas: métodos de cálculo
Tema V.- Principios del cálculo matricial de estructuras. (3h)
- Hipótesis de cálculo
- Métodos de cálculo matricial de estructuras
- Desplazamientos y solicitaciones en una barra con nudos rígidos
Tema VI.- Cálculo matricial de estructuras: método de los desplazamientos. (3h)
- Sistemas de referencia: sistema local y sistema global
- Matriz de rigidez de una barra en coordenadas locales
- Ecuación matricial de una barra en coordenadas locales
- Matriz de cambio de coordenadas
- Ecuación matricial de la barra en coordenadas globales
- Matriz de rigidez completa de la estructura
- Relación entre fuerzas externas y desplazamientos
- Matriz de rigidez reducida de la estructura
- Desplazamientos, solicitaciones y reacciones
- Tema VII.- Cálculo matricial de estructuras: complementos. (2h)
- Cargas aplicadas sobre las barras
- Apoyos inclinados
- Apoyos elásticos
- Desplazamientos forzados
- Efecto de la temperatura

PROGRAMA DE ACTIVIDADES INTERACTIVAS

Unidad I. RESISTENCIA DE MATERIALES (5 h presenciales y 12 no presenciales)
- Seminario 1.- Análisis de una viga isostática. (2h)
- Seminario 2.- Análisis de una viga hiperestática. (2h)
- Tutoría en grupo 1.- Resistencia de materiales. (1h)

Unidad II. CÁLCULO DE ESTRUCTURAS (15 h presenciales y 25 no presenciales)
- Seminario 3.- Análisis matricial de estructuras. Resolución de una estructura tipo: I. (2h)
- Seminario 4.- Análisis matricial de estructuras. Resolución de una estructura tipo: II. (2h)
- Laboratorio 1.- Herramientas informáticas aplicadas al cálculo matricial de estructuras. (2h)
- Laboratorio 2.- Análisis matricial de estructuras. Estructuras articuladas: I. (2h)
- Laboratorio 3.- Análisis matricial de estructuras. Estructuras articuladas: II. (2h)
- Laboratorio 4.- Análisis matricial de estructuras. Estructuras continuas: I. (2h)
- Laboratorio 5.- Análisis matricial de estructuras. Estructuras continuas: II. (2h)
- Tutoría en grupo 2.- Cálculo matricial de estructuras. (1h)

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

Unidad I. RESISTENCIA DE MATERIALES
- Nash, W.A. 1987. Resistencia de materiales. Teoría y 430 problemas resueltos. Ed. McGraw-Hill. Méjico.
- Vázquez Fernández, M. 1994. Resistencia de materiales. Ed. Noela. Madrid.

Unidad II. CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
- Argüelles Álvarez, R. (Coord.) 2005. Cálculo matricial de estructuras en 1º y 2º orden. Teoría y problemas. Ed. Bellisco. Madrid.
- Engel, H. 2001. Sistemas de estructuras. Ed. Gustavo Gili. Barcelona.


BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

Unidad I. RESISTENCIA DE MATERIALES
- Gere, J.M.; Timoshenko, S.-P. 2002. Resistencia de materiales. Ed. Thomson. Madrid.
- Guerra Romero, I.; Juan Valdés, A. 2009. Apuntes gráficos de resistencia de materiales. Ed. Universidad de León. León.

Unidad II. CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
- Allen, E.; Zalewski, W. 2010. Form and forces. Designing efficient, expresive structures. Ed. Wiley and Sons. New Jersey.
- Muttoni, A. 2010. L’art des structures. Ed. Presses polytechniques et universitaires romandes. Lausanne.
- Torroja Miret, E. 1996. Razón y ser de los tipos estructurales. Ed. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja. Madrid.
- Vázquez Fernández, M. 1992. Cálculo matricial de estructuras. Ed. Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas. Madrid.

A) Competencias básicas, generales y transversales:
CG1 - Conocimiento en materias básicas, científicas y tecnológicas que permitan un aprendizaje continuo, así como una capacidad de adaptación a nuevas situaciones o entornos cambiantes.
CG2 - Capacidad de resolución de problemas con creatividad, iniciativa, metodología y razonamiento crítico.
CT3 - Capacidad de trabajo individual, con actitud autocrítica.
CT4 - Capacidad para trabajar en grupo y abarcar situaciones problemáticas de forma colectiva.
CT6 - Capacidad para elaborar y presentar un texto organizado y comprensible.

B) Competencias específicas:
CR7 - Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de la ingeniería del medio rural: cálculo de estructuras y construcción, hidráulica, motores y máquinas, electrotecnia, proyectos técnicos.
EA3 - Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de la Ingeniería de las Explotaciones Agropecuarias: Electrificación de explotaciones agropecuarias. Maquinaria Agrícola. Sistemas y tecnología del riego. Construcciones agropecuarias. Instalaciones para la salud y el bienestar animal. Desarrollo sostenible. Estrategias de mercado y del ejercicio profesional. Valoración de activos ambientales.
MC3 - Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de las bases y tecnología de las construcciones rurales: Mecánica de Suelos. Materiales. Resistencia de materiales. Diseño y cálculo de estructuras. Construciones agrarias. Infraestructuras y vías rurales.
CEG1 - Capacidad para la preparación previa, concepción, redacción y firma de proyectos que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de bienes muebles o inmuebles que por su naturaleza y características queden comprendidos en la técnica propia de la producción agrícola y ganadera (instalaciones o edificaciones, explotaciones, infraestructuras y vías rurales), la industria agroalimentaria (industrias extractivas, fermentativas, lácteas, conserveras, hortofrutícolas, cárnicas, pesqueras, de salazón y, en general, cualquier otra dedicada a la elaboración y/o transformación, conservación, manipulación y distribución de productos alimentarios) y la jardinería y el paisajismo (espacios verdes urbanos y/o rurales - parques, jardines, viveros, arbolado urbano, etc. - instalaciones deportivas públicas o privadas y entornos sometidos a la recuperación paisajística).
CEG2 - Conocimiento adecuado de los problemas físicos, las tecnologías, maquinaria y sistemas de suministro hídrico y energético, los límites impuestos por factores presupuestarios y normativa constructiva, y las relaciones entre las instalaciones o edificaciones y explotaciones agrarias, las industrias agroalimentarias y los espacios relacionados con la jardinería y el paisajismo con su entorno social y ambiental, así como la necesidad de relacionar aquellos y ese entorno con las necesidades humanas y de preservación del medio ambiente.

Los contenidos teóricos se presentan bajo el formato de lecciones magistrales participativas que tienen carácter expositivo, de forma que el alumno recibe una base imprescindible para el desarrollo del trabajo autónomo. Estas actividades tienen como base la realización de presentaciones mediante el ordenador y la utilización de los encerados clásicos para la resolución de problemas. Todas ellas cuentan con el apoyo del aula virtual disponible para esta materia. Relación de competencias trabajadas en las sesiones expositivas: CG2, CEG1, CEG2, CR7, MC3, EA3.

En lo que respecta a la docencia interactiva, está prevista la realización de seminarios bajo el formato de trabajo en grupo en los que se debatirá sobre temas concretos. El trabajo desarrollado en dichos seminarios será complementado por sesiones de laboratorio en las que cada alumno trabajará de manera individualizada. Estas sesiones están orientadas a la utilización de herramientas informáticas, y en ellas se aplicarán los conocimientos adquiridos a la resolución de casos prácticos. Relación de competencias trabajadas en las sesiones interactivas: CT3, CT4, CT6, CG1, CG2.

Finalmente, están programadas tutorías tanto individuales como de grupo reducido, con el objetivo de complementar el trabajo realizado en las actividades descritas. Relación de competencias trabajadas en las tutorías: CT4, CG2, CEG1, CEG2, CR7, MC3, EA3.

Se seguirá un sistema de evaluación continua mediante la entrega de trabajos complementado por una prueba final obligatoria con la siguiente ponderación de actividades:
- Prueba o pruebas, orales y/o escritas: 70% de la calificación final.
Competencias evaluadas: CG1, CG2, CEG1, CEG2, CR7, MC3, EA3.
- Trabajos entregados y/o expuestos (evaluación continua): 30% de la calificación final.
Competencias evaluadas: CT3, CT4, CT6, CG1, CG2.

La calificación final será el resultado de la suma de las obtenidas por cada concepto, debiendo alcanzar un mínimo de 5 puntos sobre 10 para superar la materia.

Condiciones de aplicación:
Este sistema de evaluación se aplicará tanto al alumnado de primera matrícula como al repetidor.

Los criterios de evaluación descritos se aplicarán tanto en la primera como en la segunda oportunidad.

Los alumnos que no dispongan de calificación correspondiente a la evaluación continua serán evaluados únicamente en base a los resultados de la prueba final obligatoria, que mantendrá la ponderación indicada (70 % de la calificación final: 7 puntos).

Aquellos alumnos a los que les sea concedida la dispensa de asistencia a clase no podrán acogerse al sistema previsto de evaluación continua. Dichos alumnos serán evaluados exclusivamente a través de una prueba final obligatoria relativa a los contenidos de la materia, a la que le corresponderá el 100% de la calificación final (10 puntos).

Las calificaciones obtenidas en los diferentes aspectos evaluados tendrán validez en las dos oportunidades del curso académico en que se alcancen.

Los alumnos repetidores podrán conservar durante un curso académico la calificación correspondiente a la evaluación continua obtenida en el curso anterior. De acogerse a esta opción, únicamente deberán presentarse a la prueba final obligatoria a fin de alcanzar la calificación mínima de 5 puntos necesaria para superar la materia. En la primera semana de docencia de la asignatura, se informará de la relación de alumnos que se encuentren en esta situación.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones.

Por término medio, se considera necesario dedicar dos horas de estudio por cada hora de carácter expositivo en la materia, a las que hay que añadir una media de tres horas semanales para la realización de casos prácticos derivados de las clases de seminario y de laboratorio.

La memoria del título recoge la ficha de la materia en la que se da una estimación del tiempo consumido en cada una de las actividades formativas:
- Docencia expositiva: 18 h
- Docencia interactiva: 18 h
- Tutorías en grupos reducidos: 2 h
- Examen escrito: 2 h
- Lectura y preparación de temas: 14 h
- Realización de ejercicios: 25 h
- Preparación previa de las prácticas y trabajo posterior sobre las mismas: 5 h
- Elaboración de trabajos de curso: 18,5 h
- Preparación de pruebas de evaluación: 10 h

Lo que hace un total de 112,5 horas de trabajo del alumno, de las cuales 40 corresponden a trabajo presencial en el aula/laboratorio.

Asistencia a las clases de tipo expositivo, con participación activa en su desarrollo; para esto, se recomienda la lectura o la preparación anticipada de sus contenidos.
Seguimiento diario de los contenidos para fijar conocimientos.
Asistencia a las sesiones de carácter interactivo.
Manejo de la bibliografía recomendada.
Aprovechamiento de las tutorías establecidas, tanto de carácter individual como grupal.

Conocimientos previos:
Es recomendable haber cursado las siguientes materias: Matemáticas I y II, Informática y Física I.

Material de trabajo:
Para el seguimiento de la materia, el alumnado podrá acceder al curso virtual de la misma en la plataforma Moodle donde tiene a su disposición material de diversa índole: guía docente de la materia, transparencias empleadas en las clases expositivas e interactivas, guion de prácticas, acceso a páginas Web de interés, etc.