Desarrollo de aplicativo web académico para solución de vigas y cerchas en 2D

En el presente documento se presenta el desarrollo llevado a cabo para crear el aplicativo web académico CalcStruct, el cual tiene como objetivo ser una herramienta práctica y de ayuda para los estudiantes en el análisis y solución de vigas hiperestáticas continuas y cerchas por medio del método mat...

Full description

Autores:: Marín Rodríguez, Andrés Felipe
Bustillo Lopez, Carlos José

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad de Ibagué

Repositorio:: Repositorio Universidad de Ibagué

Idioma:: spa

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description	En el presente documento se presenta el desarrollo llevado a cabo para crear el aplicativo web académico CalcStruct, el cual tiene como objetivo ser una herramienta práctica y de ayuda para los estudiantes en el análisis y solución de vigas hiperestáticas continuas y cerchas por medio del método matricial de rigidez. CalcStruct fue desarrollado por medio de los lenguajes de programación Java y JavaScript haciendo uso de frameworks y librerías como React y Spring boot, junto a la arquitectura MVC dando lugar a componentes Back-end y Front-end. Además, brinda la confianza y facilidad a sus usuarios de corroborar si sus conocimientos vistos en clase han sido afianzados correctamente gracias a que lograrán solucionar los casos de estudio de los elementos estructurales mencionados anteriormente y comparar sus resultados manuales con los del aplicativo web. Cabe recalcar que CalcStruct ofrece una interfaz optimizada en donde los usuarios podrán interactuar con total facilidad y obtener los resultados esperados en poco tiempo. Adicionalmente, se logra visualizar gráficamente el comportamiento de estos de acuerdo a los resultados obtenidos, permitiendo así, entender eficientemente cómo se comporta la estructura en general. Al mismo tiempo, con el fin de garantizar resultados correctos y confiables, se realiza una comparación de resultados obtenidos por parte del aplicativo y por parte del Ing. Civil Carlos Naranjo, ex docente de la Universidad de Ibagué, con ejercicios prácticos brindados en su curso de análisis estático, verificando así un margen de error de casi del 0%, lo cual indica que el aplicativo es funcional académicamente para los usuarios y todo con la facilidad de utilizarlo desde internet gratuitamente.
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Además, brinda la confianza y facilidad a sus usuarios de corroborar si sus conocimientos vistos en clase han sido afianzados correctamente gracias a que lograrán solucionar los casos de estudio de los elementos estructurales mencionados anteriormente y comparar sus resultados manuales con los del aplicativo web. Cabe recalcar que CalcStruct ofrece una interfaz optimizada en donde los usuarios podrán interactuar con total facilidad y obtener los resultados esperados en poco tiempo. Adicionalmente, se logra visualizar gráficamente el comportamiento de estos de acuerdo a los resultados obtenidos, permitiendo así, entender eficientemente cómo se comporta la estructura en general. Al mismo tiempo, con el fin de garantizar resultados correctos y confiables, se realiza una comparación de resultados obtenidos por parte del aplicativo y por parte del Ing. Civil Carlos Naranjo, ex docente de la Universidad de Ibagué, con ejercicios prácticos brindados en su curso de análisis estático, verificando así un margen de error de casi del 0%, lo cual indica que el aplicativo es funcional académicamente para los usuarios y todo con la facilidad de utilizarlo desde internet gratuitamente.This document presents the development carried out to create the CalcStruct academic web application, which aims to be a practical and helpful tool for students in the analysis and solution of continuous hyperstatic beams and trusses by means of the matrix method. Stiffness. CalcStruct was developed using the JavaScript programming language based on the different relevant encodings from Back-end to Front-end. In addition, it provides the confidence and ease to its users to corroborate if their knowledge seen in class has been correctly established thanks to the fact that they will be able to solve the case studies of the structural elements mentioned above and compare their manual results with those of the web application. It should be noted that CalcStruct offers an optimized interface where users can interact with ease and obtain the expected results in a short time. Additionally, it is possible to graphically visualize the behavior of these according to the results obtained, thus allowing an efficient understanding of how the structure behaves in general. At the same time, in order to guarantee correct and reliable results, a comparison is made of the results obtained by the application and by Civil Engineer Carlos Naranjo, former professor at the University of Ibague, with practical exercises provided in his course of static analysis, thus verifying a margin of error of almost 0%, which indicates that the application is academically functional for users and all with the ease of using it from the internet for free.PregradoIngeniero CivilIntroducción.....1 Capítulo 1: Generalidades.....4 1.1. Planteamiento del Problema.....4 1.2. Objetivos.....5 1.3. Justificación.....5 1.4. Alcance.....6 Capítulo 2: Marco Teórico..... 8 2.1. Software similares dentro del campo de estudio.....8 2.2. Marco teórico y empírico.....9 2.2.1. La programación en la Ingeniería Civil.....9 2.2.2. Software educativo.....10 2.2.3. Conceptos básicos.....11 2.2.4. Análisis estructural.....13 2.2.5. Convención de signos.....14 2.2.6. Álgebra matricial.....14 2.2.7. Método matricial de desplazamiento.....14 2.2.8. Desarrollo web.....15 2.2.9. Git & Github.....15 2.2.10. React Js.....17 2.2.11. SpringBoot Framework.....17 2.2.12. Arquitectura MVC.....19 2.2.13. Metodología SCRUM y KANBAN.....20 2.2.14. Test unitarios JUnit.....22 Capítulo 3: Metodología de trabajo.....23 3.1. Planeación del desarrollo del aplicativo.....23 3.1.1. Planificación y creación de tablero Kanban.....23 3.1.2. Historias de usuario.....24 3.1.3. Procedimientos matemáticos a utilizar.....25 3.1.4. Requerimientos del software.....26 Requerimiento #1..... 26 Requerimiento #2.....27 Requerimiento #3.....28 3.1.5. Diseño del componente visual.....28 3.1.6. Definición de arquitecturas y herramientas.....30 3.2. Desarrollo del software.....31 3.2.1. Desarrollo Back–End con base a los requerimientos y tareas asignadas.....31 3.2.1.1. Creación y configuración inicial del proyecto.....31 3.2.1.2. Estructura de carpetas y organización del proyecto.....32 3.2.1.3. Configuración de dependencias.....33 3.2.1.4. Análisis de métodos y programación de solución.....33 3.2.1.5. Creación de clases utilitarias y excepciones.....34 3.2.1.6. Documentación de API con Swagger-UI.....35 3.2.1.7. Implementación de pruebas unitarias.....36 3.2.2. Desarrollo Front – end con base a los requerimientos y tareas asignadas.....37 3.2.2.1. Configuración del proyecto.....37 3.2.2.2. Material UI.....38 3.2.2.3. Componentes reutilizables.....38 3.2.2.4. EsLint y buenas prácticas.....39 3.2.2.5. API REST y consumo de Endpoints.....39 3.2.3. Diagramas de flujo y secuencia.....40 3.2.4. Porcentaje de margen de error aceptable para resultados.....49 Capítulo 4: Validación de resultados.....50 4.1. Validación de resultados Back - end.....50 4.1.1. Caso de estudio Cercha.....50 4.1.2. Caso de estudio Viga continua con asentamiento.....55 4.2. Validación de resultados Front - End.....60 4.2.1. Caso de estudio Cercha.....61 4.2.2 Caso de estudio – Viga continua con asentamiento.....64 4.3. Análisis de resultados.....68 4.4 Rendimiento del aplicativo web.....68 4.4.1. Rendimiento desde el Back-End.....69 4.4.2 Rendimiento desde el Front-End.....70 4.5 Test y cambios en el aplicativo.....72 4.5.1. Cambios realizados para vigas continuas:.....72 4.5.2. Cambios realizados para Cerchas:.....73 4.6 Interfaz gráfica final.....74 4.7 Encuesta de percepción.....77 Conclusiones.....80 Recomendaciones.....82 Referencias Bibliográficas.....83119 páginasapplication/pdfMarín Rodríguez, A.F. & Bustillo López, C.J. (2021). Desarrollo de aplicativo web académico para solución de vigas y cerchas en 2D. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5239https://hdl.handle.net/20.500.12313/5239spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería CivilAlvarez, E. P., & Nuñez, P. (2019). 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