Propuesta de Estrategia Didáctica para el Aprendizaje Significativo del Comportamiento de Estructuras Plegadas Prismáticas

Abstract

Las estructuras plegadas prismáticas (EPP) están formadas por láminas rectangulares rígidamente unidas a lo largo de sus bordes comunes formando aristas paralelas entre sí, y apoyadas en sus extremos sobre diafragmas o pórticos. Dada la gran rigidez espacial que tienen cumplen simultáneamente la función de elemento de cobertura y elemento portante, constituyendo una solución práctica para techos en los que hay que cubrir grandes luces.
Existen diferentes métodos de cálculo que se pueden clasificar en cinco grupos: (a) análisis como viga, (b) teoría de las estructuras plegadas despreciando los desplazamientos de las aristas, (c) teoría de las estructuras plegadas teniendo en cuenta los desplazamientos relativos de las aristas, (d) aplicación de la teoría de la elasticidad y (e) aplicación de métodos numéricos.
Los dos primeros métodos son muy simplificados y pueden conducir a errores importantes. La aplicación de la teoría de la elasticidad es complicada y sólo pueden estudiarse estructuras muy simples. Por otro lado, los métodos iterativos para tener en cuenta los descensos de aristas no siempre
convergen, por lo que resulta de sumo interés utilizar un método más general.
Dado que la aplicación del método de elementos finitos al análisis de estructuras es de total generalidad, algunos métodos de cálculo particulares, como los métodos de análisis de estructuras plegadas se han vuelto obsoletos.
En este trabajo se presenta el diseño de una estrategia didáctica tendiente a promover el aprendizaje significativo del comportamiento de EPP en carreras de grado de Ingeniería Civil, en la que se combinan el análisis intuitivo a partir de la aplicación de conocimientos previos, con el análisis más formal mediante la utilización de un programa de elementos finitos.
Se muestra el plan de actividades consistente en: (1) definición de las características de las EPP; (2) análisis de una EPP particular: (2a) cualitativo a partir del trazado de elásticas, diagramas de cuerpo libre, planteo de condiciones de borde y de equilibrio, (2b) cuantitativo mediante la utilización del software de elementos finitos STAAD Pro; (3) análisis por elementos finitos de una EPP: (3a) elección de la sección transversal, (3b) modelización, discretización y preparación de datos, (3c) resolución mediante Staad-Pro, (3d) análisis y presentación de resultados, (3e) conclusiones del análisis.