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Academic Year/course: 2023/24

434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering

29740 - Structural Analysis of Industrial Facilities


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
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

The objective of the subject is to enable the student to analyse and design industrial structures and installations. The following specific objectives are proposed for this purpose.

  • To broaden the students' knowledge with the study of two structural typologies that had not been considered before, such as plate and sheet
  • Application of this theoretical knowledge to the structural calculation of liquid tanks, gas tanks, silos for grain storage and chimneys. Study of the applicable regulations
  • To extend the knowledge of structural analysis to the field of dynamic actions, of great importance in certain industrial facilities, and essential when an anti-seismic design is required.
  • To know the different types of foundations, as well as their recommended use according to the results of the geotechnical study of the implementation area.

The different activities that are proposed during the development of this subject (practices, assignments and problem classes) do not only seek the assimilation of the different concepts exposed throughout the term, but also the enhancement of the reasoning, synthesis, resolution and further analysis of the results of different problems.

2. Learning results

1. Is capable of designing, calculating and projecting surface structural elements (tanks, silos, roofs).
2. Knows the technology of the construction of surface elements and the regulations that govern it.
3. Is capable of designing, calculating and projecting structures subjected to dynamic actions (vibrations induced by machinery and equipment, dynamic effects of wind, seismic actions)
4. Knows the current regulations regarding seismic design, both at national and European level.
5. Is capable of designing, calculating and projecting shallow and deep foundations.
6. Knows the technology of foundation construction and the regulations governing it.

3. Syllabus

Block I: Plastic calculation of structures

1. Limit theorems of structural analysis.

2. Plastic calculation of structures.

Block II: Surface structures

1.   The plate model

2.   The sheet model

3.   Liquid storage tanks

4.   Silos for grain storage

5.   Gas storage tanks

Block II: Structural dynamics

1.  Fundamentals of Structural Dynamics. Equations and calculation methods

2.  Systems of 1 degree of freedom. Free and forced vibrations

3.  Systems of N degrees of freedom

4.  Calculation of frequencies and vibration modes

5.  Methods for solving dynamic equations

6.  Seismic calculation

4. Academic activities

Attendance to all learning activities is of special relevance to acquire the competencies of the subject.

The subject will be developed from the following learning activities:

1. Theoretical classes. They constitute the central teaching nucleus. In them, the body of the content is developed in the program and examples of its application are presented.

2. Practical problem classes. The problem classes complement the theoretical classes, allowing the student to apply the concepts to the resolution of engineering practice problems..

3. Computer Simulation Practices. The aim is to familiarize students with the basic tools of calculation of surface structures, dynamic analysis and foundations.

4. Assignment work. It intends to develop the project-based learning formula, to reinforce the rest of teaching activities, allowing the student to acquire teamwork skills.

5. Tutoring. They allow the student to integrate the different contents and consolidate the object of their learning in a more individualized way.

5. Assessment system

In order to allow the continuous evaluation of the student, the following tests are proposed with their corresponding weighting in the final grade. A minimum grade of 45 out of 10 will be required in each of the parts.

Subject work (Weighting: 30%)

  • The mechanical and resistant design of an industrial installation, its components and its subsidiary structures, including foundations, will be considered, allowing students to apply and reinforce the learning results discussed above through a real case study.
  • Dates will be set for partial reviews and final delivery, prior to the official exam date.
  • The evaluation will be based on the written report submitted and an oral presentation.

Practices (Weighting 30 %)

  • A short practice report will be required at the end of each session.

Examination (Weighting: 40 %)

  • Final exam in which the theoretical content of the subject will be evaluated.
  • It will have an estimated duration of three hours.

For the global evaluation of the subject, the following tests are proposed to be taken during the official period of exams, with their weighting in the final grade. A minimum grade of 5 out of 10 will be required in each of the parts.

Examination (Weighting: 60 %)

  • Final exam in which the complete content of the subject will be evaluated.
  • It will consist of a theoretical part and another part of problems (exercises)
  • It will have an estimated duration of three hours.

Practice exam (Weighting: 40 %)


Curso Académico: 2023/24

434 - Graduado en Ingeniería Mecánica

29740 - Análisis estructural de instalaciones industriales


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
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 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.
  • 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.

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.

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.

3. Programa de la asignatura

Bloque I: Cálculo plástico de estructuras

  1. Teoremas límite del cálculo de estructuras.
  2. Cálculo plástico de estructuras.

Bloque II: 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

 

4. Actividades académicas

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. 

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. 

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. 

4. 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.

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

5. Sistema de evaluación

Para permitir la evaluación continuada del estudiante, se plantean las siguientes pruebas con su correspondiente ponderación en la calificación final. Se requerirá un mínimo de puntuación de 45 sobre 10 en cada una de las partes.

Trabajo de asignatura (Ponderación: 30%)

  • 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.

Prácticas (Ponderación 30 %)

  • Se exigirá la realización de un pequeño informe de prácticas al finalizar cada sesión.

Examen (Ponderación: 40 %)

  • Examen final en el que se evaluará el contenido teórico de la asignatura.
  • Tendrá una duración estimada de tres 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: 60 %)

  • 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.

Examen de prácticas (Ponderación: 40 %)