Matemáticas avanzadas para ingenieros estructurales

• Métodos numéricos y álgebra matricial aplicada a la ingeniería estructural: métodos iterativos para sistemas de ecuaciones lineales, métodos de descomposición LU y Cholesky.
• Ecuaciones diferenciales parciales y análisis modal: métodos de resolución, análisis de vibraciones libres y forzadas, introducción al análisis modal y frecuencias naturales.

Modelado computacional en ingeniería estructural

• Fundamentos del modelado estructural y método de elementos finitos (MEF): principios del MEF, tipos de elementos, análisis de estructuras isostáticas e hiperestáticas, criterios de calidad.
• Aplicaciones computacionales del MEF y simulación estructural avanzada: modelado en 2D y 3D, condiciones de borde, cargas y combinaciones normativas, análisis estático lineal y no lineal, verificación normativa, validación de modelos y reporte de resultados.

Mecánica de materiales, medios continuos y análisis tensorial

• Fundamentos de mecánica de medios continuos y teoría del estado de esfuerzos: transformaciones de tensiones, superficie de Mohr tridimensional, equilibrio en medios continuos.
• Deformaciones, relación constitutiva y análisis tensorial aplicado: tensor de deformaciones y desplazamientos, compatibilidad de deformaciones, Ley de Hooke generalizada, energía de deformación y principios variacionales.

Diseño de estructuras de concreto armado

• Introducción a la mecánica del medio continuo y fundamentos del estado de esfuerzo: hipótesis del medio continuo y leyes fundamentales, tensores de esfuerzo, transformaciones tensoriales, ecuaciones de equilibrio diferencial, superficie de Mohr en 2D y 3D.
• Estado de deformación y relaciones constitutivas: compatibilidad de deformaciones, Ley de Hooke generalizada para materiales isotrópicos y anisotrópicos, teoremas de energía y criterios de falla, materiales no lineales (plasticidad).
• Análisis tensorial aplicado y formulación matemática avanzada: espacios vectoriales y tensores en coordenadas cartesianas y curvilíneas, operaciones tensoriales, invariantes de tensores de esfuerzo y deformación.

Fundaciones y geotecnia estructural aplicada

• Fundamentos geotécnicos aplicados al diseño estructural: caracterización y modelado del terreno, capacidad portante y asentamientos admisibles, interacción suelo–estructura.
• Cimentaciones superficiales: diseño estructural de zapatas aisladas, combinadas y losas de cimentación, rigidez y distribución de esfuerzos, integración con estructuras portantes.
• Cimentaciones profundas y soluciones especiales: pilotes, recomendaciones de AASHTO, EHE y E.050, cimentaciones en zonas sísmicas, muros pantalla, sistemas mixtos.

Modelamiento y análisis estructural de estructuras lineales

• Teoría del análisis estructural clásico: principios de estática, equilibrio y compatibilidad, cargas y reacciones, diagramas de fuerza axial, cortante y momento.
• Métodos de análisis estructural para sistemas hiperestáticos: método de las fuerzas y método de los desplazamientos, análisis por superposición de efectos.
• Modelamiento computacional de estructuras lineales: elemento finito de barra y viga, modelos discretos en 2D y 3D, modelación de condiciones de apoyo y cargas.

Diseño avanzado de estructuras metálicas y mixtas

• Diseño estructural de elementos metálicos: propiedades mecánicas del acero estructural, diseño por LRFD y ASD, diseño de elementos a tracción, compresión y flexión, estabilidad local y global, pandeo y comportamiento no lineal.
• Sistemas estructurales metálicos avanzados: pórticos rígidos, arriostrados y sistemas de piso, unión de elementos estructurales, análisis de comportamiento sísmico.
• Diseño de estructuras mixtas acero–concreto: vigas mixtas, columnas compuestas y conexiones, métodos de diseño y construcción secuencial.

Diseño de estructuras de puentes y de infraestructuras viales

• Tipología y comportamiento estructural de puentes: tipos estructurales de puentes, criterios de selección, modelado preliminar.
• Diseño estructural de elementos de puentes: diseño de superestructura y subestructura, integración geotécnica y análisis sísmico básico, normativas.
• Infraestructura vial estructural complementaria: diseño estructural de muros de contención, alcantarillas, pasos peatonales y pasos a desnivel.

Diseño de estructuras mediante el uso de disipadores y aislamiento sísmico

• Fundamentos y modelamiento de sistemas de protección sísmica: principios físicos de control sísmico pasivo, tipos de aisladores y disipadores, normativa (ASCE 7, FEMA 356, NCh2745, ISO 3010), representación en software estructural, interacción suelo-estructura, métodos de análisis.
• Diseño basado en desempeño y aplicaciones prácticas: criterios de diseño según ASCE 7-22 y PEER Performance-Based Design, dispositivos para hospitales, puentes y patrimonio cultural, análisis costo-beneficio, mantenimiento y durabilidad, casos de estudio.

Evaluación y reforzamiento de estructuras existentes

• Evaluación estructural y diagnóstico del estado actual: métodos de inspección visual y ensayos no destructivos, patologías estructurales, evaluación de resistencia y rigidez remanente.
• Análisis estructural para intervención: determinación de vulnerabilidad sísmica y funcional, evaluación del desempeño según niveles de daño.
• Diseño de reforzamiento estructural: estrategias y tecnologías de reforzamiento, criterios de mínima intervención, reversibilidad y sostenibilidad, normativa.

Diseño avanzado de estructuras de concreto

• Comportamiento avanzado de elementos de concreto armado: estados límite último y de servicio, interacción axial-flexión en columnas cortas y esbeltas, análisis no lineal de secciones de concreto, influencia de la fisuración, fluencia y retracción.
• Diseño avanzado de sistemas estructurales de concreto armado: diseño de muros estructurales, placas de diafragma, pórticos especiales y sistemas duales.
• Diseño de elementos especiales y criterios de desempeño: confinamiento y estribado, diseño de conexiones viga-columna, nudos rígidos y de borde, evaluación del desempeño estructural.

Elaboración del proyecto de tesis

• Definiciones fundamentales de investigación.
• Planteamiento del problema de investigación.
• Marco teórico e hipótesis de investigación.
• Marco metodológico de investigación y aspectos administrativos.

Construcción industrializada, prefabricación y construcción sostenible

• Fundamentos de la construcción industrializada: DfMA, prefabricación, modularización y estandarización.
• Diseño estructural con prefabricados: tipos de elementos prefabricados, conexiones estructurales y comportamiento sísmico, restricciones de transporte, montaje y tolerancias.
• Sostenibilidad aplicada a la construcción estructural: indicadores de sostenibilidad y huella ambiental en construcción, certificaciones ambientales, criterios de sostenibilidad.

Dinámica estructural y diseño sismorresistente

• Fundamentos de dinámica estructural: SDOF, amortiguamiento y respuesta en frecuencia, MDOF, cálculo de frecuencias naturales y modos de vibración.
• Análisis sísmico estructural: excitación sísmica, análisis modal espectral y superposición modal, análisis dinámico histórico.
• Diseño sismorresistente y enfoque por desempeño: comportamiento inelástico y ductilidad estructural, DBD, aplicaciones en edificaciones, puentes y sistemas especiales.

Seminario de tesis I

• Revisión del planteamiento del problema de investigación.
• Revisión del marco teórico e hipótesis de investigación.
• Revisión del marco metodológico de investigación.
• Elaboración de instrumentos de recolección de datos.

Programación aplicada a ingeniería estructural

• Fundamentos de programación aplicada: Python y MATLAB, estructuras de control, funciones, listas, matrices y visualización, uso de bibliotecas científicas (NumPy, Matplotlib, Pandas), automatización de tareas estructurales.
• Métodos numéricos para ingeniería estructural y automatización: resolución de ecuaciones lineales, rutinas para análisis de estructuras planas y espaciales, uso de API para automatizar modelos en ETABS, SAP2000 o OpenSees, integración con visualización de resultados y dashboards.

Inteligencia artificial y machine learning en ingeniería estructural

• Fundamentos de inteligencia artificial y machine learning: tipos de aprendizaje, representación de datos estructurales, herramientas (Scikit-learn, TensorFlow, Keras).
• Aplicaciones estructurales del aprendizaje automático: modelos supervisados (regresión, redes neuronales, máquinas de soporte vectorial) y no supervisados (clustering y reducción de dimensionalidad).
• Desarrollo de aplicaciones inteligentes: integración con herramientas de modelado estructural y sensores, introducción a inteligencia artificial explicable (XAI) para ingeniería.

Modelamiento con diseño paramétrico y generativo en ingeniería estructural

• Fundamentos de diseño paramétrico: geometría computacional y lógica paramétrica, introducción a Grasshopper para Rhinoceros.
• Algoritmos estructurales y diseño generativo: algoritmos generativos y programación visual, motores de optimización, integración con motores de análisis estructural.
• Aplicaciones avanzadas en estructuras complejas: generación de envolventes estructurales, retículas espaciales y formas adaptativas, vinculación con BIM y flujos IFC.

Seminario de tesis II

• Validación de instrumentos de recolección de datos.
• Recolección de datos de investigación.
• Análisis de resultados de investigación.
• Discusión de resultados de investigación.

Seminario de tesis III

• Conclusiones y recomendaciones de investigación.
• Páginas preliminares de investigación.
• Revisión del informe de investigación.
• Sustentación previa del informe de investigación.