Mecánica Avanzada de Estructuras (digital)

“Mecánica Avanzada de Estructuras” tiene el objetivo de proporcionar a los estudiantes de grado de ingeniería una visión y una comprensión extendida del análisis estructural y de sus aplicaciones, más allá del comportamiento estático y lineal de estructuras de barras. El planteamiento del texto coincide con el de asignaturas de Mecánica de Estructuras que, con diferentes nombres, desarrollan la materia de Teoría de Estructuras en las diversas titulaciones de grado y master en ingeniería. La obra recoge la experiencia docente de los autores en asignaturas relacionadas con el Análisis de Estructuras en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona.

El libro se presenta como una extensión del cálculo estático de estructuras de barras desarrollado en el libro “Mecánica de Estructuras”, por lo que se suponen conocimientos previos de elasticidad lineal y teoría de estructuras, así como de algebra matricial y ecuaciones diferenciales. Los desarrollos teóricos se acompañan con abundantes ejemplos y figuras explicativas.

En el Capítulo 1 se establecen las bases de cálculo para el proyecto y diseño de estructuras,
introduciendo el concepto incertidumbre y su tratamiento, el tipo de acciones
sobre una estructura, los distintos escenarios y la combinación de acciones a considerar
en el cálculo. Se presenta el cálculo de líneas de influencia y su aplicación directa en
la determinación de las envolventes de esfuerzos, que permiten determinar las acciones
de cálculo en proyecto.

En el Capítulo 2 se estudian las estructuras funiculares, arcos y cables. Se desarrolla
la metodología de cálculo en cada tipología.

En el Capítulo 3 se aborda el pandeo y la inestabilidad estructural. Se desarrolla el
análisis de segundo orden, partiendo del análisis de la respuesta estructural de vigas
cuando el equilibrio se plantea en la configuración deformada. Esto permite introducir
el concepto de carga crítica de pandeo, bifurcación y divergencia de equilibrio. Finalmente,
se extiende el análisis de segundo orden al estudio de estructuras complejas
mediante el cálculo matricial.

En el Capítulo 4 se afronta el análisis estructural más allá del límite elástico del material,
hasta el colapso de la estructura. El objetivo de este capítulo es determinar tanto la carga última de la estructura como el mecanismo de colapso. Esto implica introducir
conceptos como el momento plástico de la sección y el de rótula plástica. Se presentan
los teoremas fundamentales del análisis límite, así como las metodologías derivadas de
los mismos.

En el Capítulo 5 se desarrolla la formulación de placas delgadas. Las placas son elementos
estructurales en los que existen dos dimensiones predominantes, por lo que el
problema asociado es bidimensional. La formulación desarrollada se aplica a los dos
casos de mayor interés: placas rectangulares y placas circulares.

El Capítulo 6 está dedicado al cálculo dinámico. Se estudia un sistema dinámico de un
grado de libertad para introducir y estudiar las características diferenciadoras del problema
dinámico en relación al problema estático. Los métodos se extienden a sistemas
de múltiples grados de libertad, lo que lleva a la formulación matricial del problema
dinámico.