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Academic Year/course: 2019/20

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

28838 - Structures Analysis and Design


Syllabus Information

Academic Year:
2019/20
Subject:
28838 - Structures Analysis and Design
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The main goals of the subject "Design and Calculation of structures" are that the students get the skills to choose a structural model appropriate to each real problem, and then, to carry out the structural analysis to get the stresses and displacements and finally, to validate an adequate structural element section (predominantly in steel).

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject "Design and Calculation of Structures" is an optional subject that is framed within the module of mechanics - design and calculation of the curriculum of the BEng in Mechatronic Engineering. It is a subject of 6 ECTS credits that it is taught in the second semester of the fourth year, or eighth semester of the race.

The subject is the continuation of the subject Strength of Materials, which gives the basics this new subject. From this point, in this subject the student is provided with the necessary technological tools for the design, calculation, analysis and size of the most frequent types of structures in industrial plants and facilities.

The student will end up knowing:

  • Structuring calculation methods
  • Advanced constructive solutions
  • Industrial constructions

1.3. Recommendations to take this course

We recommend that the student that take this course will know how to:

  • Solve reactions and forces on statically determinate structures.
  • Determine displacements and angular rotation.
  • Get normal and tangential stresses from forces.
  • Calculate articulated structures.

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The learning process designed for this subject is based on the following:

Strong interaction between the teacher/student. This interaction is brought into being through a division of work and responsibilities between the students and the teacher. Nevertheless, it must be taken into account that, to a certain degree, students can set their learning pace based on their own needs and availability, following the guidelines set by the teacher.

The current subject  is conceived as a stand-alone combination of contents, yet organized into three fundamental and complementary forms, which are: the theoretical concepts of each teaching unit, the solving of problems or resolution of questions and laboratory work, at the same time supported by other activities

 The organization of teaching will be carried out using the following steps:

  • Lectures: Theoretical activities carried out mainly through exposition by the teacher, where the theoretical supports of the subject are displayed, highlighting the fundamentals, structuring them into topics and or sections, interrelating them.
  • Practice Sessions: The teacher resolves practical problems or cases for demonstrative purposes. This type of teaching complements the theory shown in the lectures with practical aspects.
  • Individual Tutorials: Those carried out giving individual, personalized attention with a teacher from the department. Said tutorials may be in person or online.

4.2. Learning tasks

The program offered to the student to help them achieve their target results is made up of the following activities. Involves the active participation of the student, in a way that the results achieved in the learning process are developed, not taking away from those already set out, the activities are the following:

Face-to-face generic activities:

  • Lectures: The theoretical concepts of the subject are explained and illustrative examples are developed as support to the theory when necessary.
  • Practical Classes: Problems and practical cases are carried out, complementary to the theoretical concepts studied.      

Generic non-class activities:

  • Study and understanding of the theory taught in the lectures.
  • Understanding and assimilation of the problems and practical cases solved in the practical classes.
  • Preparation of seminars, solutions to proposed problems, etc.
  • Preparation of the written tests for continuous assessment and final exams.

The subject has 6 ECTS credits, which represents 150 hours of student work in the subject during the trimester, in other words, 10 hours per week for 15 weeks of class.

A summary of a weekly timetable guide can be seen in the following table. These figures are obtained from the subject file in the Accreditation Report of the degree, taking into account the level of experimentation considered for the said subject is moderate.

Activity / Weekly  school hours

Lectures / 4

Other Activities / 6

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  1. Actions on buildings (CTE DB SE-AE)
  2. Structural analysis: reticular structures
  3. Structural analysis: articulated structures
  4. Forces on structures (axial, bending, shear, normal and tangential stresses)
  5. Steel Structural Design (CTE DB SE A)
  6. Foundations
  7. Introduction to matrix structural analysis and finite element analysis

4.4. Course planning and calendar

Calendar of meetings attend them and presentation of works

The dates of both final examinations will be the published ones of official form in http: // http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes.

The dates of the partial tests will communicate at the beginning of the classes.

 

4.5. Bibliography and recommended resources

Presentaciones, ejercicios, apuntes,... en Moodle y la siguiente bibliografía:

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28838&year=2019


Curso Académico: 2019/20

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

28838 - Diseño y cálculo de estructuras


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
28838 - Diseño y cálculo de estructuras
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

Los objetivos generales de la asignatura de “Diseño y Cálculo de estructuras” son que el alumno/a adquiera la capacidad de elegir un modelo estructural adecuado a cada problema real, para posteriormente realizar el cálculo del mismo y obtener los resultados de tensiones y desplazamientos, asegurando así la validez del diseño adoptado, o llegado el caso, modificándolo hasta completar su validez.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura “Diseño y Cálculo de Estructuras” es una asignatura optativa que está enmarcada dentro del módulo de mecánica, materia: diseño y cálculo del plan de estudios del Grado de Ingeniería Mecatrónica. Es una asignatura de seis créditos ECTS que se imparte en el segundo semestre del cuarto curso, u octavo semestre de la carrera.

La asignatura es la continuación natural de la asignatura de Resistencia de Materiales, en la que se han establecido las bases conceptuales en las que se fundamenta. Partiendo de su conocimiento, en esta asignatura se dota al alumno/a de las herramientas tecnológicas necesarias para el diseño, cálculo y análisis de las estructuras de tipología más frecuente en plantas e instalaciones industriales.

El alumno/a terminará conociendo sobre:

  • Métodos de cálculo de estructuras
  • Soluciones constructivas avanzadas
  • Construcciones industriales

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Aunque ya no existan “asignaturas llave” es conveniente tener aprobadas las asignaturas previas como: resistencia de materiales, mecánica, matemática y física. El alumno, antes de comenzar este curso, debería ser capaz de:

  • Resolver estructuras tanto isostáticas como hiperestáticas, obteniendo los diferentes esfuerzos que se pidan.
  • Calcular desplazamientos y giros en estructuras.
  • Resolver a nivel seccional problemas de flexión pura, compuesta y simple.
  • Predimensionar con acero.
  • Comprender el concepto de función y saber trabajar con polinomios y funciones trigonométricas.
  • Resolver un sistema lineal con diversos números de incógnitas.
  • Cálculo vectorial y matricial.
  • Derivar e integrar funciones polinómicas.
  • Conocimientos avanzados de mecánica vectorial.
  • Aplicar las ecuaciones de la estática para obtener una o más fuerzas desconocidas.
  • Calcular celosías articuladas.
  • Calcular leyes de esfuerzos de vigas, pórticos y arcos simples.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

COMPETENCIAS GENERALES (ITI)

GI03 Conocimientos en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

GI04 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial y en particular en el ámbito de la electrónica industrial.

GI06 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.

GI10 Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

COMPETENCIAS GENERALES (CENTRO UNIVERSITARIO)

GC02. Interpretar datos experimentales, contrastarlos con los teóricos y extraer conclusiones.

GC03. Capacidad para la abstracción y el razonamiento lógico.

GC04. Capacidad para aprender de forma continuada, autodirigida y autónoma.

GC05. Capacidad para evaluar alternativas.

GC06. Capacidad para adaptarse a la rápida evolución de las tecnologías.

GC07. Capacidad para liderar un equipo así como de ser un miembro comprometido del mismo.

GC08. Capacidad para localizar información técnica, así como su comprensión y valoración.

GC09. Actitud positiva frente a las innovaciones tecnológicas.

GC10. Capacidad para redactar documentación técnica y para presentarla con ayuda de herramientas informáticas adecuadas.

GC11. Capacidad para comunicar sus razonamientos y diseños de modo claro a públicos especializados y no especializados.

GC14. Capacidad para comprender el funcionamiento y desarrollar el mantenimiento de equipos e instalaciones mecánicas, eléctricas y electrónicas.

GC15. Capacidad para analizar y aplicar modelos simplificados a los equipos y aplicaciones tecnológicas que permitan hacer previsiones sobre su comportamiento.

GC16. Capacidad para configurar, simular, construir y comprobar prototipos de sistemas electrónicos y mecánicos.

GC17. Capacidad para la interpretación correcta de planos y documentación técnica.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS (MECÁNICA)

EM01. Conocimientos y capacidades para el cálculo, diseño y ensayo de máquinas (en este caso de estructuras)

EM02. Conocimiento y capacidad para el modelado y simulación de sistemas (en este caso de estructuras)

EM05. Conocimientos y capacidades para el diseño y mantenimiento de sistemas mecatrónicos (estructurales, en este caso).

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  • Domina la disposición constructiva de los distintos sistemas que componen una estructura industrial.
  • Es capaz de realizar un predimensionamiento de las tipologías estructurales más habituales.
  • Domina y sabe aplicar distintos métodos de cálculo y análisis de estructuras articuladas.
  • Domina y sabe aplicar distintos métodos de cálculo y análisis de estructuras de nudos rígidos.
  • Domina y sabe resolver el problema de estabilidad global de estructuras.
  • Domina y sabe aplicar la normativa general sobre estructuras y edificación recogida en el Código Técnico de la Edificación.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje de esta asignatura son muy importantes para un ingeniero o ingeniera mecatrónico ya que le proporcionan un conocimiento profundo del comportamiento de las estructuras, las cuales están presentes como elemento resistente sustentando cualquier tipo de máquina, edificio, instalación, robot, etc.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

EVALUACIÓN CONTINUA

Se plantea un sistema evaluatorio de seguimiento continuado de la asignatura consistente en los siguientes apartados:

  • Práctica de diseño y cálculo de edificio industrial: A lo largo del curso el alumno desarrollará un caso particular de diseño y cálculo de edificio industrial en el que plasmará en un informe todo el desarrollo desde la génesis hasta el dimensionamiento de la estructura, conforme al contenido del temario impartido en las clases. Este trabajo práctico tendrá un peso sobre la nota del 50%.
  • Examen teórico - práctico, cuyo peso sobre la nota es del 50%

Superarán la asignatura en evaluación continua aquellos alumnos cuya calificación media del trabajo práctico y del examen teórico-práctico sea al menos de 5 puntos.

Es condición indispensable para superar la asignatura en evaluación continua, el asistir al 80% de las actividades presenciales: clases, visitas técnicas, prácticas, etc.

EVALUACIÓN GLOBAL

El estudiante que no supere el sistema evaluatorio de seguimiento continuado o no desee realizarlo, optará a una evaluación global, que se describe a continuación.

  • Examen de Contenidos teórico-práctico (100% de la nota final). En este examen se formularán cuestiones teórico-prácticas y se realizarán varios problemas de dificultad similar a los realizados en clase. La duración estimada de esta prueba es de tres horas.

El primer día de clase, se realizará una presentación de la asignatura donde se explicarán los modelos evaluatorios.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La metodología docente se basa en una fuerte interacción profesor/alumno-a. Esta interacción se materializa por medio de un reparto de trabajo y responsabilidades entre alumnado y profesorado. No obstante, se tendrá que tener en cuenta que en cierta medida el alumnado podrá marca su ritmo de aprendizaje en función de sus necesidades y disponibilidad, siguiendo las directrices marcadas por el profesor.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Existirán las siguientes actividades:

  • Actividades presenciales:

Clases teóricas: Se explicarán los conceptos teóricos de la asignatura y se desarrollarán ejemplos prácticos.

Prácticas Tutorizadas, clases de problemas: Los alumnos desarrollarán ejemplos y realizarán problemas o casos prácticos referentes a los conceptos teóricos estudiados.

  • Actividades autónomas tutorizadas: Estas actividades estarán tutorizadas por el profesorado de la asignatura. El alumno tendrá la posibilidad de realizar estas actividades en el centro, bajo la supervisión de un profesor de la rama/departamento.
  • Actividades de refuerzo: A través de un portal virtual de enseñanza (Moodle) se dirigirán diversas actividades que refuercen los contenidos básicos de la asignatura. Estas actividades serán personalizadas y controlada su realización a través del mismo.

 Organización de la docencia:

  •  Clases expositivas: Actividades teóricas y/o prácticas impartidas de forma fundamentalmente expositiva por parte del profesor.
  • Prácticas de aula/seminarios/talleres: Actividades de discusión teórica o preferentemente prácticas realizadas en el aula y que requieren una elevada participación del estudiante.
  • Prácticas de laboratorio/campo/aula de informática/aula de idiomas: Actividades prácticas realizadas en los laboratorios, en el campo, en las aulas de informática o aula de idiomas.
  • Tutorías grupales: Actividades programadas de seguimiento del aprendizaje en las que el profesor se reúne con un grupo de estudiantes para orientar sus labores de aprendizaje autónomo y de tutela de trabajos dirigidos o que requieren un grado de asesoramiento muy elevado por parte del profesor.
  • Tutorías individuales: podrán ser presenciales o virtuales. Se recomienda al alumno el uso del foro de la plataforma Moodle para resolver dudas. Pudiendo ser la información que ahí se contenga útil para el resto de los alumnos.

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, lo cual representa 150 horas de trabajo del alumno en la asignatura durante el semestre. El 40% de este trabajo (60 h.) se realizará en el aula, y el resto será autónomo. Un semestre constara de 15 semanas lectivas.

4.3. Programa

Contenidos

Contenidos de la asignaturas indispensables para la obtención de los resultados de aprendizaje.

Las pautas seguidas para elaborar los contenidos han sido las siguientes:

  • Se respetaron los contenidos propuestos en la memoria de verificación.
  • Se desarrolló un temario cuyos capítulos concuerdan en general con los títulos del programa especificado. Cuando así no se hizo fue porque por su extensión y/o correlación se incluyó en otro.
  • Se seleccionó una nutrida bibliografía de reconocida solvencia técnica, clásica y de ediciones actuales

El programa de la asignatura se estructura en torno a dos componentes de contenidos complementarios:

  • Teóricos.
  • Prácticos.

1 CONTENIDOS TEÓRICOS

 

La elección del contenido de las diferentes unidades didácticas se ha realizado buscando la clarificación expresa del objetivo terminal de modo que con la unión de conocimientos incidentes, el alumno/a obtenga un conocimiento estructurado, asimilable con facilidad. Estos contenidos se podrán adaptar al comienzo del curso.

 

Los contenidos se han estructurado en el siguiente temario:

  1. Determinación de acciones. CTE DB SE-AE
  2. Cálculo de estructuras reticuladas planas
  3. Cálculo de estructuras articuladas planas
  4. Obtención de esfuerzos en elementos de la estructura
  5. Dimensionamiento de elementos estructurales en acero. CTE DB SE-A
  6. Cimentaciones
  7. Introducción al cálculo matricial y el método de los elementos finitos

2 CONTENIDOS PRÁCTICOS

A lo largo del curso se desarrollará un caso práctico de diseño y cálculo de edificio industrial en estructura metálica, que es una de las dos tipologías estructurales más empleadas, abarcando todos los pasos del proceso anteriormente indicado, desde la geometría hasta el dimensionamiento de los distintos elementos estructurales.

Además de esto, a la vez que se estudian lo métodos para abordar el cálculo de las estructuras que se desarrollan durante el curso, se realizarán casos parciales de cálculo utilizando algunas herramientas informáticas de cálculo de uso común, para que el alumno se familiarice con esta metodología de trabajo.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

El calendario de las clases presenciales de teoría y problemas, así como las sesiones de prácticas de ordenador, tendrán el horario establecido por la EUPLA, que podrá consultarse en su página web.

Cada profesor informará de sus horarios de tutoría.

Las fechas de los exámenes finales serán las publicadas de forma oficial en http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes. El calendario definitivo del curso académico correspondiente se podrá ver en la web del centro educativo http://www.eupla.unizar.es.

Los horarios de clase, así como la distribución de grupos para prácticas serán transmitidos a los alumnos por parte del profesor al comienzo del curso académico, estará publicado en la plataforma Moodle así como en la web del centro universitario (http://www.eupla.unizar.es).

Existirán dentro de la pruebas finales, exámenes obligatorios para todos los alumnos, dichas fechas serán publicadas en la web de la universidad (http://www.eupla.unizar.es) al comienzo del curso académico.

La fechas de otras actividades: (pruebas evaluatorias, seminarios, prácticas obligatorias, entrega de trabajos,…) serán publicadas al comienzo del curso académico, informados por parte del docente el primer día lectivo, y además se dará publicidad de ellas a través de la plataforma Moodle.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

Presentaciones, ejercicios, apuntes,... en Moodle y la siguiente bibliografía:

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28838&year=2019