Diplomado en Técnicas modernas de dinámica estructural (MIEG)

En el Diplomado en Técnicas modernas de dinámica estructural, los estudiantes podrán plantear cualquier problema de respuesta dinámica de una estructura de comportamiento elástico, comprender el funcionamiento de los softwares que se acostumbra a usar como cajas negras en la profesión, crear rutinas computacionales para obtener la respuesta dinámica de sistemas estructurales, y derivar parámetros dinámicos para la caracterización de un sistema estructural. También tendrán la oportunidad de profundizar los conceptos de análisis estructural lineal y no lineal (no-linealidad geométrica y de material), para la codificación de algoritmos de solución de estructuras, así como en los conocimientos para entender y aplicar el método de elementos finitos (lineal y no-lineal) utilizando programas comerciales de análisis estructural.

El propósito de este programa, que forma parte de un grupo de ocho diplomados, es ofrecer un conjunto de cursos disciplinares, generados a partir del programa de Magíster Profesional en Ingeniería Estructural y Geotécnica (Máster-IEG) actualmente vigente en la Universidad, y cuyas temáticas constituyen un cuerpo académico coherente y pertinente. Este diplomado persigue aumentar la calidad profesional de los especialistas estructurales y geotécnicos de Chile y la Región, en el entendido que estos territorios son de los más expuestos del planeta a requerimientos estructurales de la naturaleza y por ello su impacto en la vida y calidad de vida de sus habitantes es tremendamente significativo.

Si bien es el alumno quien define los cursos optativos que desea realizar, el programa contempla orientar al estudiante en dicha elección, considerando para ello el historial académico y profesional, sus expectativas y la oferta de cursos optativos según contenido y período(s) académico(s) en que se dictan. Los alumnos de cada diplomado podrán compartir aula y experiencia formativa con los estudiantes del Master-IEG, por lo que la metodología de enseñanza aprendizaje de los diplomados es la misma utilizada en los cursos del programa postgrado.

Ingenieros civiles formados y con experiencia en las áreas de estructuras y/o geotecnia.

Modelar el comportamiento dinámico de estructuras en base a los conceptos y herramientas computacionales más recientes.

Los requisitos de ingreso al diplomado son los mismos del Magíster en Ingeniería Estructural y Geotécnica. En particular estos incluyen al menos:
– Licenciatura en ciencias de la ingeniería o equivalente, o alternativamente el título profesional de ingeniero civil.
– Dos años de experiencia laboral en el área de la ingeniería estructural y/o geotecnia.

Si el postulante tiene sólo un año de experiencia podrá ser evaluado por el Jefe del Programa.

La conformación final del diplomado de cada alumno será analizada y aprobada por el Jefe de Programa.

Al final del curso podrás:
– Formular y resolver cualquier problema de respuesta dinámica de una estructura de comportamiento elástico.
– Evaluar los resultados obtenidos por los softwares que se acostumbran a usar en la profesión como cajas negras.
– Desarrollar algoritmos eficientes y confiables, o apropiados para problemas específicos.

Contenidos:
Introducción
– Plantear las ecuaciones del movimiento
– Deducción de las ecuaciones de Lagrange y aplicaciones del Método Lagrangiano
– Integración usando funciones ODE de MATLAB

Dinámica de Marcos Planos
– Modelación de barras prismáticas, funciones de forma flexurales y matrices de masas consistentes
– Formulación de la ecuación del movimiento
– Solución usando funciones ODE de MATLAB para excitación sinusoidal y sísmica
– Discusión sobre resonancia. Masas concentradas vs. masas consistentes

Superposición Modal
– Separación de variables. Vibraciones sintonizadas y descomposición modal
– Aplicación a modelo estructural simple. Cuántos modos a usar
– Inclusión del amortiguamiento; la función de disipación de Rayleigh. Ejemplo: resonancia con excitación sinusoidal
– Modos normales y amortiguamiento. Sistemas con amortiguamiento clásico

Integración Directo de Ecuaciones de Segundo Orden
– Aceleración constante y lineal
– Aplicación y comparación con integración con funciones ODE
– Estabilidad de los métodos de integración

Técnicas de Reducción del Número de Operaciones
– Condensación y corrección estática
– Truncamiento modal. Uso de funciones de forma
– Vectores de Ritz, Vectores de Ritz Definidos por las Cargas (LDRV) y ventajas de su uso
– Masas asociadas a las formas

Superposición Espectral
– Espectros sísmicos y concepto de superposición espectral
– Justificación del uso de fórmulas de doble suma
– Direccionalidad del sismo. Interacción
– Aplicaciones al análisis de edificios. El modelo pseudo tridimensional y de edificio tipo tubo
– Análisis en el dominio de las frecuencias. Series de Fourier
– La función de transferencia
– La Transformada Rápida de Fourier (FFT). Aplicación a sistemas de varios grados de libertad

Al final del curso podrás:
– Crear rutinas computacionales para obtener la respuesta dinámica de sistemas estructurales.
– Evaluar la respuesta de un sistema estructural bajo cargas dinámicas.
– Derivar parámetros dinámicos para la caracterización de un sistema estructural.
– Analizar la respuesta una edificación simple sometida a cargas dinámicas usando las rutinas creadas en el curso.

Contenidos:
Conceptos básicos
– Notación apropiada para formulación computacional de análisis estructural

Integración numérica de la ecuación de movimiento de sistemas de 1-DOF
– Método de diferencia centrada
– Método basado en la interpolación de la excitación

Velocidad y desplazamiento del suelo
– Integración del registro de aceleraciones

Espectro de respuesta elástico
– Cálculo de un espectro de respuesta

Sistemas dinámicos de múltiples grados de libertad
– Construcción de la ecuación de movimiento de un sistema
– Cálculo de parámetros dinámicos (periodos, modos, factores de participación modal, factores de contribución modal)

Sistemas dinámicos de múltiples grados de libertad
– Condensación estática
– Análisis modal
– Análisis modal espectral
– Integración directa de la ecuación del movimiento

Sistemas sometidos a torsión
– Respuesta de edificios asimétricos en planta

– Análisis estructural lineal
– Elementos finitos lineales
– Análisis estructural no lineal
– Elementos finitos no lineales
– Taller de elementos finitos no lineales
– Aislamiento sísmico
– Disipación de energía
– Ingeniería geotécnica sísmica
– Modelación computacional en geotecnia
– Métodos analíticos en ingeniería civil
– Métodos numéricos en ingeniería civil

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El diplomado se compone de cinco cursos: dos cursos mínimos y tres cursos optativos a elegir del área.