Introducción a las Estructuras

Pontificia Universidad Católica del Perú
Facultad de Arquitectura y Urbanismo
Introducción a las Estructuras
Código
:
CIV 101
Semestre
:
2015-2
Créditos
:
4 créditos
Profesor
:
Ing. Carlos Salcedo Chahud
Horario
:
Martes 5.00 p.m. a 8.00 p.m. (clase)
Sábado de 11:00 a.m. a 1:00 p.m. (práctica)
Pre requisito
:
Matemáticas 2 y Fundamentos de Ingeniería
[email protected]
FUNDAMENTACIÓN
Un buen diseño arquitectónico es el resultado de un proceso integral que tiene en cuenta no
solamente una buena disposición del espacio o una buena relación con el entorno, sino que tiene en
cuenta también la estructura que soportará la edificación y el material o los materiales con los que se
construirá. Cada uno de los elementos estructurales formará parte del espacio arquitectónico, y debe
estar en el lugar adecuado y tener las proporciones adecuadas.
Este curso es el primero de una serie de tres en los que se estudian la función y el comportamiento
de los elementos estructurales de una edificación.
La importancia de estos cursos radica en que el arquitecto debe ser consciente de que es
responsable de la configuración estructural del edificio que está diseñando.
El estudio de los conceptos de estática permite comprender los diferentes tipos de comportamiento
de las estructuras frente a las cargas y los conceptos de resistencia de materiales permiten
establecer el enlace entre este comportamiento y la respuesta que se producirá en el material o los
materiales que componen la estructura.
OBJETIVOS
Objetivo General:
El objetivo principal de este curso es que el alumno aprenda a reconocer los elementos estructurales
de una edificación y sepa cuál será su comportamiento frente a las cargas a las que estarán
sometidos durante su vida útil. También será capaz de ensamblar estos elementos para proponer
sistemas estructurales.
Objetivos por Unidad:
Unidad 01: Las Estructuras
El alumno deberá conocer las estructuras y su relación con el espacio, los tipos de estructuras, sus
materiales y sus componentes básicos más importantes.
Unidad 02: Estática
El alumno deberá ser capaz de identificar las fuerzas y momentos de fuerza que existen en las
estructuras y saber cómo actúan en sistemas que se encuentran en equilibrio.
El alumno deberá ser capaz de resolver sistemas isostáticos simples usando las ecuaciones de
equilibrio, así como ser capaz de obtener y trabajar con diagramas de fuerzas.
Unidad 03: Resistencia de materiales
El alumno deberá conocer, determinar y utilizar las propiedades mecánicas de los principales
materiales que se utilizan en los sistemas estructurales y sus respectivos factores de seguridad. Por
último será capaz de asociar el comportamiento estructural de un elemento con el material del que
está compuesto, analizando los esfuerzos que se producen.
El alumno deberá describir el comportamiento estructural de los elementos estructurales de un
sistema arquitectónico identificando las diferentes cargas que debe soportar y la manera en la que
estas cargas son transportadas al suelo soportante.
CONTENIDO
El curso se desarrollará en tres unidades con el siguiente contenido:
Unidad 1: Las Estructuras
Introducción a las estructuras como parte integral de un diseño arquitectónico: la estructura y el
espacio. Proceso general del diseño integral de un proyecto. La estructura como elemento de apoyo,
como elemento que cubre una luz (techo) y como elemento de soporte. Requisitos mínimos de una
estructura: Resistencia, rigidez, estabilidad, ductilidad.
Unidad 2: Estática
Fuerza. Sistemas de fuerzas. Momento de una fuerza. Diagrama de cuerpo libre. Par y momento de
un par. Resultante de fuerzas paralelas. Centro de gravedad. Cargas distribuidas y fuerzas
resultantes. Equilibrio. Condiciones de apoyo. Diagrama de fuerza cortante y momento flector.
Unidad 3: Resistencia de materiales
Materiales: sus propiedades y características. Propiedades mecánicas de los materiales. Esfuerzo y
deformación. Esfuerzo normal. Esfuerzo cortante. Esfuerzos producidos por una fuerza normal.
Esfuerzos producidos por un momento flector. Esfuerzos producidos por fuerza cortante. Pandeo de
elementos sometidos a compresión.
METODOLOGÍA
Se desarrollarán sesiones teóricas que incluirán presentaciones de casos prácticos y ejemplos para el
análisis individual o grupal. Estas sesiones teóricas se complementarán además con sesiones
prácticas que permitirán un mejor desarrollo de la intuición estructural.
La evaluación será continua y consistirá en prácticas semanales, tareas y dos exámenes de control.
Las prácticas permitirán al alumno aplicar los conceptos teóricos aprendidos. Finalmente, la
evaluación incluye dos exámenes de control, uno parcial y otro final donde el profesor evaluará todos
los conocimientos adquiridos.
Durante el curso y paralelo a las tareas se desarrollará un trabajo donde se aplicarán todos los
conceptos aprendidos, la entrega de este trabajo será al finalizar el ciclo.
CRONOGRAMA
SEMANA
DIA
MARTES (5pm a 8pm)
DIA
SABABO (11am a 1pm)
1
18-ago
Introducción
22-ago
Asignación del trabajo final del curso
2
25-ago
Cargas y sus recorridos
29-ago
Esfuerzos y elementos estructurales
3
01-sep
Fuerza, movimiento,palanca y momento
05-sep
Apoyos, reacciones,restricción de movimiento
4
08-sep
Diagrama de cuerpo libre
12-sep
1RA. PRACTICA CALIFICADA
5
15-sep
Fuerza, linea de acción, componentes
19-sep
Ecuaciones de equlibrio en pórticos
6
22-sep
Ecuaciones de equlibrio en armaduras
26-sep
2DA. PRACTICA CALIFICADA
7
29-sep
Diagrama de momentos y fuerza cortante (i)
03-oct
D.M y F.C (ii) (11am a 2pm)
8
06-oct
EXAMEN PARCIAL
10-oct
9
13-oct
Esfuerzo y deformación
17-oct
Materiales (11am a 2pm)
10
20-oct
24-oct
Se recupera el 3-oct y el 17-oct
11
27-oct
Se recupera el 31-oct, el 14-nov y el 28-nov
31-oct
Revisión avance del trabajo final (11am a 2pm)
12
03-nov
Comportamiento de vigas
07-nov
3RA. PRACTICA CALIFICADA
13
10-nov
Introducción a columnas
14-nov
Muros y placas (11am a 2pm)
14
17-nov
Cimentaciones y suelos
21-nov
4TA. PRACTICA CALIFICADA
15
24-nov
EXPOSICION TRABAJO
28-nov
EXPOSICION TRABAJO (11am a 2pm)
16
01-dic
EXAMEN FINAL
Propiedades de la sección transversal de los elementos
SISTEMA DE EVALUACIÓN





Examen Parcial (E1):
Examen Final (E2):
Tareas (Serán 6, todas entran al promedio):
Prácticas (Serán 4,se anula la nota más baja):
Trabajo Final:
20%
30%
10%
20%
20%
BIBLIOGRAFIA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Onouye, B.; Kane, K. (2007) Statics and strength of materials for architecture and building
construction
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 658 O54 2007]
Morgolius, I. (2002) Arquitects + engineers = structures
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica NA 680 M26]
Torroja, E. (2004) Razón y ser de los tipos estructurales
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 645 T73]
Salvadori, M.; Heller, R. (2005) Estructuras para arquitectos
[Biblioteca Central TA 645 S18]
Salvadori, M. (1990) The art of construction: projects and principles for beginning engineers
and architects
Ching, F.; Adams, C. (2001) Building construction illustrated
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TH 146 CH56]
Gordon, J.E. (1999) Estructuras: o porqué las cosas no se caen
[Biblioteca Central TA 645 G73]
Ramsey, C.; Sleeper, H. (2003) Las dimensiones en arquitectura
Engel, H.; Rapson, R. (1999) Tragsysteme = Structure systems
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TH 845 E61]
Mainstone, R. (2001) Developments in structural form
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica NA 4170 M17]
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 633 S18]
Arnold, C.; Reitherman, R. (1987) Configuración y diseño sísmico de edificios
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 658.44 A75]
Kuroiwa, J. (2002) Reducción de desastres: viviendo en armonía con la naturaleza
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica GB 5030 K96]