Aprendizaje experiencial de Teoría de Estructuras con K’NEX y SAP2000

Abstract

[EN] This work describes an innovation carried out during the course 2021/22 in the computer sessions of the subject “Theory of Structures”, taught in Mechanical Engineering (third year subject) and Industrial Technologies Engineering (fourth year subject) degrees. The authors proposed a “hands-on” approach with the purpose of designing a truss bridge, combining an experimental part with K’NEX toys and a computer session with the software for Structural Analysis SAP2000. The activity was planned as a group activity and was scheduled in three sessions: 1) a creative experimental session with K’NEX to propose a first design, 2) a modelling session with SAP2000 in order to detect non-efficient elements, and 3) a final experimental session with K’NEX to propose a final design. The efficiency of the proposed truss bridges is evaluated through the ratio between the supported weight and the weight of the structure. The outcomes of this experience are: a higher motivation and participation of the students, highly creative solutions that exceeded the initial expectations, and a better understanding of the behaviour of the models, especially joints, forces, and movement restrictions.

[ES] Este trabajo describe una innovación llevada a cabo durante el curso 2021/22 en las sesiones informáticas de la asignatura “Teoría de Estructuras”, impartida en los grados de Ingeniería Mecánica (asignatura de tercer curso) e Ingeniería en Tecnologías Industriales (asignatura de cuarto curso). Los autores proponen un enfoque práctico con el propósito de diseñar un puente de celosía, combinando una parte experimental de construcción de la estructura con juguetes K’NEX y una sesión de ordenador con el software para análisis estructural SAP2000. La actividad se planificó como una actividad grupal y se programó en tres sesiones: 1) una sesión experimental creativa con K'NEX para proponer un primer diseño, 2) una sesión de modelado con SAP2000 para detectar elementos no eficientes, y 3) una sesión experimental final con K'NEX para proponer un diseño final. La eficiencia de los puentes de celosía propuestos se evaluó mediante la relación entre el peso soportado y el peso de la estructura. Los resultados de esta experiencia son: una mayor motivación y participación de los estudiantes, soluciones muy creativas que superaron las expectativas iniciales y una mejor comprensión del comportamiento de los modelos, especialmente las articulaciones, fuerzas y restricciones de movimiento.