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Academic Year/course: 2019/20

434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering

29740 - Structural Analysis of Industrial Facilities


Syllabus Information

Academic Year:
2019/20
Subject:
29740 - Structural Analysis of Industrial Facilities
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. It is based on participation and the active role of the student favours the development of communication and decision-making skills. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, guided assignments, laboratory sessions, autonomous work, and tutorials.

Students are expected to participate actively in the class throughout the semester.

Classroom materials will be available via Moodle. These include a repository of the lecture notes used in class, the course syllabus, as well as other course-specific learning materials.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

4.2. Learning tasks

The course includes 6 ECTS organized according to:

- Lectures (1.2 ECTS): 30 hours.

- Laboratory sessions (1.2 ECTS): 30 hours.

- Guided assignments (0.8 ECTS): 20 hours.

- Autonomous work (2.6 ECTS): 65 hours.

- Tutorials (0.2 ECTS): 5 hours.

Lectures: the professor will explain the theoretical contents of the course and solve illustrative applied problems. These problems and exercises can be found in the problem set provided at the beginning of the semester. Lectures run for 3 weekly hours. Although it is not a mandatory activity, regular attendance is highly recommended.

Laboratory sessions: sessions will take place every 2 weeks (6 sessions in total) and last 2.5 hours each. Students will work together in groups actively doing tasks such as practical demonstrations, measurements, calculations, and the use of graphical and analytical methods.

Guided assignments: students will complete assignments, problems and exercises related to concepts seen in laboratory sessions and lectures. They will be submitted at the beginning of every laboratory sessions to be discussed and analyzed. If assignments are submitted later, students will not be able to take the assessment test.

Autonomous work: students are expected to spend about 65 hours to study theory, solve problems, prepare lab sessions, and take exams.

Tutorials: the professor's office hours will be posted on Moodle and the degree website to assist students with questions and doubts. It is beneficial for the student to come with clear and specific questions.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

Section I: Three-dimensional surface structures

1.   Kirchhoff plate theory

2.   Kirchhoff-Love shell theory

3.   Liquid storage tanks

4.   Grain storage silos

5.   Gas storage tanks

Section II: Structural dynamics

1.  Structural dynamics fundamentals. Calculation equations and methods

2.  Single degree of freedom systems. Free and forced vibrations

3.  N degree of freedom systems

4.  Calculation of natural frequencies and mode shapes

5.  Methods for solving the equations of motion

6.  Seismic analysis

Section III: Retaining walls and foundations

1.  Classification and characterization of soil behaviour

2.  Strains and stresses calculation

3.  Retaining walls calculation

4.  Foundations calculation

4.4. Course planning and calendar

For further details concerning the timetable, classroom and further information regarding this course please refer to the "Escuela de Ingeniería y Arquitectura " website (https://eina.unizar.es/)


Curso Académico: 2019/20

434 - Graduado en Ingeniería Mecánica

29740 - Análisis estructural de instalaciones industriales


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
29740 - Análisis estructural de instalaciones industriales
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
434 - Graduado en Ingeniería Mecánica
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo de la asignatura es capacitar al alumno para analizar y diseñar estructuras e instalaciones industriales. Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos.

  • Ampliar los conocimientos de los alumnos con el estudio de dos tipologías estructurales que no habían sido consideradas con anterioridad como son la placa y la lámina.
  •  Aplicación de estos conocimientos teóricos al cálculo estructural de depósitos de líquidos, depósitos de gases, silos para almacenamiento de grano y chimeneas. Estudio de la Normativa aplicable
  • Ampliar los conocimientos de análisis estructural al ámbito de las acciones dinámicas, de gran importancia en determinadas instalaciones industriales, y esenciales cuando se requiere un diseño antisísmico.
  • Aplicación de los conocimientos anteriores al diseño estructural de instalaciones y estructuras subsidiarias según la normativa vigente.
  • Conocer las diferentes tipologías de cimentaciones, así como sus recomendaciones de uso en función de los resultados del estudio geotécnico de la zona de implantación.
  • Aplicación de los conocimientos anteriores al diseño de cimentaciones en el ámbito industrial de acuerdo a la normativa vigente.

Las diferentes actividades que se proponen durante el desarrollo de esta asignatura (prácticas, trabajos y clases de problemas) no sólo buscan la asimilación de los distintos conceptos expuestos a lo largo del curso, sino que también pretenden la potenciación del razonamiento, síntesis, resolución y posterior análisis de los resultados de diferentes problemas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura de Análisis Estructural de Instalaciones forma parte de la intensificación "Diseño y cálculo de estructuras" del Grado de Ingeniería Mecánica. Se trata de una asignatura optativa de 6 créditos ECTS que se imparte en el primer cuatrimestre del cuarto curso de la titulación. Se imparte también en el Grado de Ingeniería de tecnologías Industriales.

La asignatura supone un complemento a todas las asignaturas anteriores relacionadas con el diseño y análisis estructural, y representa la aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en dicho campo al diseño, análisis y detallado constructivo de las instalaciones más habituales en el ámbito industrial, familiarizándose además con la normativa vigente que regula el diseño de dichas instalaciones.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar la materia con aprovechamiento, es fundamental haber superado las materias de resistencia de materiales, mecánica de sólidos deformables y se recomienda haber cursado teoría de estructuras y construcciones industriales.

El seguimiento continuo de la asignatura, tanto en sus clases de teoría y problemas como en las de prácticas, es esencial, así como el estudio personal y la elaboración de los trabajos de la asignatura.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Competencias específicas:

C38: Conocimientos y capacidades para aplicar los fundamentos de la elasticidad y resistencia de materiales al  comportamiento de sólidos reales.

C39: Capacidad para el cálculo y diseño de estructuras y sistemas en el ámbito de la construcción y urbanismo.

Competencias genéricas:

C4: Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

C6: Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

C9: Capacidad de gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería.

C10: Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

2.2. Resultados de aprendizaje

  1. Es capaz de diseñar, calcular y proyectar elementos estructurales superficiales (depósitos, silos, cubiertas).
  2. Conoce la tecnología de la construcción de elementos superficiales y la normativa que la regula.
  3. Es capaz de diseñar, calcular y proyectar estructuras sometidas a acciones dinámicas (vibraciones inducidas por maquinaria y equipos, efectos dinámicos del viento, acciones sísmicas).
  4. Conoce la normativa vigente referente al diseño sísmico, tanto a nivel nacional como en el ámbito europeo.
  5. Es capaz de diseñar, calcular y proyectar cimentaciones superficiales y profundas.
  6. Conoce la tecnología de la construcción de cimentaciones y la normativa que la regula.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje obtenidos en la asignatura capacitan al alumno para la aplicación práctica de los conocimientos adquiridos al diseño, análisis y detallado constructivo de las instalaciones más habituales en el ámbito industrial, además de manejar con soltura la normativa vigente que regula el diseño de este tipo de instalaciones.

3. Evaluación

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

Para permitir la evaluación continuada del estudiante que vaya estudiando la asignatura a medida que se imparte, se plantean las siguientes pruebas con su correspondiente ponderación en la calificación final. Se requerirá un mínimo de puntuación de 5 sobre 10 en cada una de las partes.

Actividades por bloque (Ponderación: 35 %)

  • Se realizarán actividades teórico-prácticas correspondientes a cada una de las partes de la asignatura.
  • Se fijarán fechas para la entrega de las mismas durante el curso.
  • Su evaluación se basará en el informe escrito presentado.

Trabajo de asignatura (Ponderación: 35%)

  • Se planteará el diseño mecánico y resistente de una instalación industrial, sus componentes y sus estructuras subsidiarias, incluidas las cimentaciones, permitiéndole aplicar y reforzar los resultados de aprendizaje comentados anteriormente mediante un caso práctico real.
  • Se fijarán fechas para las revisiones parciales y la entrega definitiva, antes de la convocatoria oficial de examen.
  • Su evaluación se basará en el informe escrito presentado y una exposición oral.

Examen (Ponderación: 30 %)

  • Examen final en el que se evaluará el contenido teórico de la asignatura.
  • Tendrá una duración estimada de dos horas.

Para la evaluación global de la asignatura se plantean las siguientes pruebas a realizar durante el periodo oficial de exámenes, con su ponderación en la calificación final. Se requerirá un mínimo de puntuación de 5 sobre 10 en cada una de las partes.

Examen (Ponderación: 40 %)

  • Examen final en el que se evaluará el contenido completo de la asignatura.
  • Constará de una parte teórica y otra de problemas (ejercicios)
  • Tendrá una duración estimada de tres horas.

Trabajo de asignatura (Ponderación: 60%)

  • Se planteará el diseño mecánico y resistente de una instalación industrial, sus componentes y sus estructuras subsidiarias, incluidas las cimentaciones, permitiéndole aplicar y reforzar los resultados de aprendizaje comentados anteriormente mediante un caso práctico real.
  • Su evaluación se basará en el informe escrito presentado y una exposición oral.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

Se potencia la evaluación continuada, con hitos evaluables intermedios, y el trabajo individual y en equipo.

Aparte de la bibliografía recomendada, se dispondrá de apuntes y documentación relevante en el ADD.

4.2. Actividades de aprendizaje

La asistencia a todas las actividades de aprendizaje es de especial relevancia para adquirir las competencias de la asignatura.

La asignatura se desarrollará a partir de las siguientes actividades de aprendizaje:

1. Clases Teóricas. Constituyen el núcleo docente central. En ellas, se desarrolla el cuerpo del contenido en el programa y se presentan ejemplos de su aplicación. La técnica que se sigue en estas clases es fundamentalmente expositiva.

2. Clases Prácticas de Problemas. Las clases de problemas complementan a las teóricas permitiendo al estudiante la aplicación de los conceptos a la resolución de problemas de la práctica ingenieril. Estas clases también pueden emplearse para desarrollar competencias tales como la aplicación de fórmulas empíricas de uso específico, el uso de tablas, normativas, etc.

3. Prácticas de Simulación Informática. Se pretende de esta forma familiarizar a los alumnos con las herramientas básicas del cálculo de estructuras superficiales, análisis dinámico y de cimentaciones. El objetivo fundamental de estas prácticas es que el alumno seacapaz de interpretar los resultados obtenidos mediante el ordenador y adaptar los conocimientos para el cálculo de la estructura que le sea asignada.

4. Actividades individuales. Pretende desarrollar la fórmula de aprendizaje basado en proyectos, para reforzar el contenido teórico práctica del resto de actividades docentes.

5. Trabajo de Asignatura. Pretende desarrollar la fórmula de aprendizaje basado en proyectos, para reforzar el resto de actividades docentes permitiendo que el estudiante adquiera competencias de trabajo en equipo.

6. Tutorías. Permiten de forma más individualizada, que los alumnos integren los diversos contenidos y consoliden el objeto de su aprendizaje.

4.3. Programa

Bloque I: Estructuras superficiales

1.   El modelo de placa

2.   El modelo de lámina

3.   Depósitos para almacenamiento de líquidos

4.   Silos para almacenamiento de grano

5.   Depósitos para almacenamiento de gases

Bloque II: Dinámica estructural

1.  Fundamentos de la Dinámica Estructural. Ecuaciones y métodos de cálculo

2.  Sistemas de 1 grado de libertad. Vibraciones libres  y forzadas

3.  Sistemas de N grados de libertad

4.  Cálculo de frecuencias y modos de vibración

5.  Métodos de resolución de las ecuaciones dinámicas

6.  Cálculo sísmico

Bloque III: Cálculo de  elementos de  contención y cimentaciones

1.  Clasificación y caracterización del comportamiento de los suelos

2.  Evaluaciones de tensiones y deformaciones

3.   Cálculo de elementos de contención

4.  Cálculo de cimentaciones

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

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de  se imparten según el calendario y los horarios establecidos por la Escuela, que son publicados con anterioridad a la fecha de comienzo del curso.

Las Actividades individuales deberán presentarse en el plazo que el profesor anuncie con suficiente anterioridad.

El Trabajo de Asignatura deberá presentarse en el plazo que el profesor anuncie, siempre con anterioridad a la fecha de convocatoria oficial de examen establecida por la Escuela.

Cada profesor informará de su horario de atención de tutorías

Las fechas de inicio y finalización de la asignatura, las horas concretas de impartición y las fechas de los exámenes de las dos convocatorias oficiales se podrán encontrar en la página web de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura: http://eina.unizar.es/

Los ejercicios y trabajos de la asignatura deberán entregarse antes del plazo fijado por el profesor. No se admitirán ejercicios y trabajos después de dicha fecha.

Por otra parte, desde el inicio del cuatrimestre los alumnos dispondrán del calendario detallado de actividades (conferencias, prácticas de laboratorio y de ordenador…).

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía actualizada se encuentra en la BR de la BUZ