Diplomado en Teoría y análisis de estructuras (MIEG)

En el Diplomado en Teoría y análisis de estructuras los estudiantes aprenderán los conceptos del análisis estructural lineal y no-lineal, derivado éste de la modelación elasto-plástica de las secciones y de plantear el equilibrio en la geometría deformada de cinemática lineal. Conocerán la teoría lagrangiana y corrotacional para problemas con grandes desplazamientos y podrán manejar los aspectos numéricos del análisis estructural no-lineal moderno. También aplicarán el método de elementos finitos a la resolución de problemas lineales y no-lineales de elementos estructurales; y aprenderán a plantear problemas para obtener la respuesta dinámica de estructuras de comportamiento elástico y crear rutinas computacionales para obtener la respuesta dinámica de sistemas estructurales.

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 (Master-IEG) actualmente vigente en la Universidad, y cuyas temáticas constituyen un cuerpo académico coherente y pertinente. Este diplomado entrega un enfoque profesional a los especialistas estructurales y geotécnicos de Chile y la Región en teoría del análisis estructural, 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 futuras 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 lineal y no-lineal de estructuras, utilizando conceptos y herramientas computacionales de reciente desarrollo.

Los requisitos de ingreso a los Diplomados son los mismos del Magíster. 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 finalizar el curso podrás:
– Adquirir conocimiento y cabal comprensión de lo que encierran los softwares que se acostumbra en la profesión a usar como cajas negras.
– Aquilatar las reales potencialidades y sus limitaciones que pueden tener las soluciones computacionales.
– Adquirir capacidad para desarrollar algoritmos más eficientes y confiables, o apropiados para determinados problemas.

Contenidos:
Conceptos básicos: Notación apropiada para formulación computacional de análisis estructural. Fundamentos de la mecánica estructural; fuentes de las ecuaciones. Hipótesis simplificativas; el principio de superposición. Discretización (barras uniaxiales en estructuras planas). El sistema estructural y las propiedades de sistema. Vínculos y reacciones. El concepto de grados de libertad. Sujeción suficiente, determinación estática y vinculación aparente.

Formulación de las ecuaciones: La ecuación de equilibrio. Incidencia de grados de libertad. Equilibrio de barras y equilibrio directo. Inclusión de cargas locales. Uso eficiente de la incidencia, uso de matrices Sparse. El teorema de los trabajos virtuales. La ecuación de cinemática; determinación cinemática. La ecuación de flexibilidad. Incorporación de apoyos inclinados.

Métodos de solución: El método general. El método de rigidez. Rigidez directa. El método de flexibilidad. Obtención de redundantes por pivoteo. Comparaciones entre los tres métodos; verificación de soluciones.

Reducción de grados de libertad y aplicaciones: Condensación estática. Macroelementos; viga sobre fundación elástica. Compatibilización binaria. Transformación cinemática. Viga con segmentos rígidos. Barra axialmente rígida. Matriz de transferencia. Barra uniaxial tridiemensional. Modelación de muros planos. Modelación de muros tridimensionales. Modelo pseudotridimensional. Modelo de edificio tipo tubo.

Al finalizar el curso podrás:
– Manejar el cálculo matricial de estructuras con no-linealidad geométrica y de material.
– Evaluar cargas críticas de estructuras mediante métodos iterativos.
– Determinar la respuesta a un pushover para estructuras con elementos inelásticos.
– Dominar los métodos de solución de las ecuaciones no-lineales del equilibrio.
– Conocer la teoría Lagrangiana y corrotacional para problemas con grandes desplazamientos.
– Manejar los aspectos numéricos del análisis estructural no-lineal moderno.

Contenidos:
Análisis plástico clásico: Presentación intuitiva. Los teoremas fundamentales. Cargas distribuidas. El método paso a paso.

Análisis plástico por programación lineal: La formulación en base al teorema del límite inferior. El método Simplex; análisis de sensibilidad. Determinación del mecanismo de colapso. Diseño de peso mínimo. Incorporación de rótulas de interacción. Diseño óptimo considerando rótulas de interacción.

Análisis plástico por el método de las dislocaciones: Determinación del límite de comportamiento elástico. Incorporación de la primera rótula plástica mediante un grado de libertad de dislocación. Determinación del límite de comportamiento en el paso con prótulas. Incorporación de la rótula plástica número p+1 mediante un grado de libertad de Dislocación. Incorporación de rótulas de interacción. Introducción de endurecimiento por deformación. La alternativa de rigidez.

Análisis plástico bajo cargas no monotónicas: Definición del problema. El teorema del Shakedown. Obtención del factor de Shakedown mediante programación lineal.

No linearidad geométrica: El efecto P-delta en el método de las dislocaciones. Pandeo global. Implicancias en soluciones por programación lineal. El efecto viga-columna. Estrategia de solución paso a paso. Extensión a deformaciones finitas.

– Elementos finitos lineales.
– Elementos finitos no lineales.
– Taller de elementos finitos no lineales.
– Dinámica estructural.
– Taller de dinámica estructural.
– Métodos analíticos en ingeniería civil.
– Métodos numéricos en ingeniería civil.
– Confiabilidad estructural.

– Diseño avanzado en hormigón armado.
– Taller de diseño avanzado en hormigón armado.
– Diseño de estructuras pretensadas.
– Diseño avanzado en acero.
– Taller de diseño de acero.
– Tópicos en tecnología del hormigón.
– Diseño y construcción de puentes.
– Taller de diseño de puentes.
– Diseño de estructuras industriales de acero (modalidad híbrido).
– Diseño de fundaciones superficiales.
– Estructuras geotécnicas de contención.
– Caracterización y comportamiento de suelos.
– Diseño de fundaciones profundas.
– Análisis sísmico.
– Diseño sismorresistente avanzado.
– Aislamiento sísmico.
– Disipación de energía.
– Métodos experimentales.
– Laboratorio de métodos experimentales.
– Métodos experimentales en estructuras (solo modalidad presencial).
– Ingeniería geotécnica sísmica.
– Modelación computacional en geotecnia.
– Geotecnia de desechos mineros.