Adquirir los conceptos básicos de la dinámica estructural orientada al diseño sismorresistente.

Unidad

Temática

  Temas

Contenidos / Problemas Ingenieriles

Carga

Horaria

Estrategias Selecccionadas (Actividades)

1

1.1

1.2

1.3

1.4

VIBRADORES DE UN GRADO DE LIBERTAD

Objetivo: Conocer los conceptos de la dinámica estructural para vibradores de un grado de libertad en rango elástico. Plantear modelos de estructuras simples, aplicar métodos de análisis, interpretar resultados y verificar la validez de los modelos adoptados.

Ecuación de movimiento, planteo del problema:

Grados de Libertad. Elementos de Rigidez. Elementos de masa. Elementos de disipación. Sistema masa-resorte-amortiguador. Ecuación general de la dinámica.

Vibración libre

Vibración libre no amortiguada y con amortiguamiento viscoso. Energía en vibración libre.

Vibración forzada con excitación armónica

Vibración armónica de sistemas no amortiguados. Vibración armónica de sistemas con amortiguamiento viscoso. Factores de respuesta dinámica. Resonancia.

Vibración forzada con excitación arbitraria.

Respuesta a un pulso unitario. Respuesta a una fuerza arbitraria. Integral de Duhamell. Respuesta a un acelerograma. Respuesta a fuerza tipo escalón y rampa y rampa-escalón.

Trabajo Práctico correspondiente a la Unidad:

TP1-A: Aplicaciones prácticas para evaluar las respuestas de sistemas con un grado de libertad a distinto tipo de  excitaciones.

24 hs.

T: 12hs

P: 12 hs

Exposición Docentes.

Discusión Grupal con los Alumnos.

Observación de Videos.

Mapas Significativos.

Investigación de los Alumnos.

2

2.1

2.2

2.3

RESPUESTA SÍSMICA

Objetivo: Comprender el concepto de espectro e respuesta y su relación con las normas de diseño sísmico.

Sistemas lineales

Movimiento del suelo: aceleración, velocidad y desplazamiento. Magnitudes e historia  de respuesta. Concepto de espectro de respuesta. Espectros de Desplazamientos, Velocidades y Aceleraciones. Espectros de pseudo-velocidad y pseudo-aceleración, coeficiente sísmico. Diagrama combinado A-V-D. Características del espectro de respuesta, regiones espectrales. Espectros de diseño.

Sistemas inelásticos  

Leyes carga-deformación para sistemas inelásticos. Concepto de ductilidad. Principios de igual energía, igual aceleración e igual desplazamiento. Espectros inelásticos. Factores de reducción.

Códigos de Diseño Sísmico

Zonificación Sísmica. Factor de Riesgo. Espectros de diseño. Clasificación del sitio.

Acciones Sísmicas de diseño. Determinación aproximada de período de estructuras.

Factores de Reducción de Fuerzas.  Método de las Fuerzas estáticas equivalentes, su relación con la dinámica. Control de deformaciones.

Trabajo Práctico correspondiente a la Unidad:

TP2: Construcción de espectros de respuesta, análisis de espectros de diseño según distintas normas. Representación de factores de reducción. Acciones sísmicas de diseño.

12 hs.

T: 06hs

P: 06 hs

Exposición Docentes.

Discusión Grupal con los Alumnos.

Observación de Videos.

Mapas Significativos.

Investigación de los Alumnos.

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

VIBRADORES DE VARIOS GRADOS DE LIBERTAD

Objetivo: Conocer los conceptos del análisis dinámico para vibradores de varios grados de libertad en rango elástico. Desarrollar métodos de análisis, interpretar resultados y verificar la validez del modelo adoptado.

Grados de libertad. Sistema de Ecuaciones del Movimiento. Masas concentradas. Matriz de Rigidez.

Características dinámicas: Ecuación característica. Matriz espectral. Matriz modal. Matriz dinámica. Autovalores y auto vectores. Método Stodola-Vianello, Matriz de Barrido. Condición de Ortogonalidad.

Normalización de los modos naturales. Desacople de las ecuaciones del movimiento.

Métodos de Análisis. Método modal espectral. Criterios de superposición. Método de la historia de la respuesta  

Trabajo Práctico correspondiente a la Unidad:

TP3-A: Valores Propios. Aplicación a la Ingeniería Estructural.

TP3-B: Análisis dinámico tridimensional de un edificio en altura utilizando métodos de análisis para vibradores de varios grados de libertad.

24 hs.

T: 12 hs

P: 12 hs

Exposición Docentes.

Discusión Grupal con los Alumnos.

Observación de Videos.

Mapas Significativos.

Investigación de los Alumnos.

4

4.1

4.2

4.3

MODELOS TRIDIMENSIONALES

Objetivo: Conocer los conceptos del análisis dinámico para vibradores de varios grados de libertad en modelos tridimensionales. Desarrollar métodos de análisis, interpretar resultados y verificar la validez del modelo adoptado.

Análisis dinámica tridimensional. Frecuencias Propias de modos traslacionales y rotacionales.

Resolución del problema de valores propios de un modelo tridimensional. Vectores y Matriz modal. Respuestas Máximas utilizando espectros de respuestas.

Trabajo Práctico correspondiente a la Unidad:

TP3-A: Determinación de modos traslacionales y rotacionales. Calculo de las respuestas máximas utilizando espectros de respuestas.

12 hs.

T: 06 hs

P: 06 hs.

Exposición Docentes.

Discusión Grupal con los Alumnos.

Observación de Videos.

Mapas Significativos.

Investigación de los Alumnos.

5

5.1

5.2

5.3

PRINCIPIOS Y FILOSOFÍA DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE

Objetivo: Adquirir conocimientos sobre nociones básicas de Sismología. Origen  de los Terremotos y efectos que los mismos producen sobre las personas y las obras en general.

Filosofía del diseño sismorresistente, objetivos de los códigos de diseño sísmico.

Rigidez resistencia-dependiente. Concepto de redistribución de acciones sísmicas.

Principios del diseño por capacidad.

Trabajos Prácticos correspondientes a la Unidad:

TP5-A: Redistribución de cortantes entre los elementos de rigidez de una planta.

18 hs.

T: 10 hs.

P: 08 hs.

Exposición Docentes.

Discusión Grupal con los Alumnos.

Observación de Videos.

Mapas Significativos.

Investigación de los Alumnos.