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CONTROL DINÁMICO DE ESTRUCTURAS

Curso 2018/2019/Subject's code28806521

CONTROL DINÁMICO DE ESTRUCTURAS

NAME SUBJECT CONTROL DINÁMICO DE ESTRUCTURAS
CODE 28806521
SESSION 2018/2019
DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
TYPE CONTENIDOS
ECTS 5
HOURS 125.0
PERIOD SEMESTRE  1
OFFER LANGUAGES CASTELLANO

PRESENTACIÓN Y CONTEXTUALIZACIÓN

Como es bien sabido, en el diseño convencional de estructuras, éstas se comprueban bajo condiciones de seguridad y de servicio. Lo habitual ha sido dimensionar la estructura en condiciones de seguridad, comprobando el cumplimiento de los requisitos sobre la resistencia de sus elementos, para posteriormente obtener su rigidez y de esta forma poder abordar la verificación de las condiciones de servicio. Pero desde hace tiempo, en muchos casos suele ocurrir que estas últimas condiciones de servicio son las que determinan finalmente el diseño. Las razones para ello son múltiples y entre ellas se pueden citar, en el ámbito de la edificación y obra civil, las exigencias iniciales del diseño de las propias estructuras que son cada día más altas y diáfanas, con mayores vanos, como por ejemplo en el caso de los puentes, y que las convierten en estructuras cada vez más flexibles. Además han surgido nuevos tipos de construcciones en la industria en general, con exigencias de ligereza, como puede ser el caso de determinadas estructuras aeronáuticas o aeroespaciales, en cuyo diseño priman las condiciones sobre los desplazamientos.

También ha sido determinante para el cálculo de todas estas estructuras el extraordinario avance que se ha producido en el campo de la ciencia de los materiales, consiguiéndose mejorar significativamente la resistencia de los materiales tradicionales o introduciendo nuevos materiales más resistentes, pero que en general, no han mejorado en la misma proporción su rigidez, lo que ha conducido a que se pongan de manifiesto problemas para satisfacer los requerimientos (normativos o específicos) sobre los desplazamientos.

Por otra parte, muchas estructuras por si mismas o por exigencias del tipo de carga aplicada, deben observarse como sistemas dinámicos. Uno de los casos más importantes es el de las estructuras sometidas a cargas sísmicas ya que es enorme el número de muertes producidas por los terremotos, siendo además cierto el riesgo sísmico en España a pesar de no encontrarse en una de las zonas más extremas. En el diseño de estructuras sometidas a esfuerzos símicos, hay dos claras tendencias que priman la rigidización y la flexibilización de las mismas, aunque siempre resulta clave la disipación de energía, por lo que es importante para el proyectista, además de tener conocimientos de cálculo dinámico, el conocimiento de los diferentes mecanismos de absorción o disipación de energía.

Por lo dicho anteriormente, el diseño estructural basado en los desplazamientos es una alternativa y en esta asignatura se realiza un tratamiento sistemático de los conceptos básicos y procedimientos de cálculo para el control del movimiento estructural. Se abordan temas como la distribución óptima de rigidez para limitar a determinados valores los desplazamientos o aceleraciones, el papel del amortiguamiento en el control del movimiento, el neutralizador de masa sincronizada, aislamiento de la base y, tras introducir los conceptos básicos sobre la representación en el espacio de estado, se realiza una introducción al control activo de sistemas lineales con realimentación.

El campo del control de estructuras ha crecido considerablemente en las últimas décadas, con la idea básica de mirar las estructuras como sistemas dinámicos cuyo estado se puede monitorizar  de forma que en tiempo real se pueda reaccionar  frente a las cargas exteriores. Para ello ha sido preciso un enorme esfuerzo investigador de carácter multidisciplinar con contribuciones de científicos e ingenieros de áreas diversas como materiales, mecánica estructural, matemáticas, automática, informática y otras, que se pone de manifiesto en una extensa bibliografía sobre el tema además de numerosas realizaciones prácticas en edificación y obra civil (TMD’s en rascacielos y puentes, aisladores en edificios singulares, maquinaria y viaductos, incorporación de amortiguadores, etc), en el desarrollo de la robótica flexible o  en elementos desarrollados para la realización de viajes espaciales entre otras.

La necesidad y el interés por el diseño de estructuras sometidas a excitaciones dinámicas entre los miembros de la comunidad de ingenieros estructuralistas ha sido enorme, lo que justifica la inclusión de esta materia en el currículum del Máster y el punto de vista con el que se plantea el tema.  En esta asignatura se aborda el control desde el punto de vista de la ingeniería civil y de edificación, sesgo que explica el espacio dedicado al Control Pasivo pero que no impide que el tratamiento de los conceptos básicos tenga un carácter totalmente general y pueda ser aplicado directamente en otras muchas ramas de la ingeniería.

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