Lic-01 Concreto II

CÓDIGO: LIC-01
Nombre del Curso: Concreto II
Horas por semana: 3
Créditos: 4
Período: I Cuatrimestre
Modalidad: Cuatrimestral
Requisitos: BIC-29 Concreto I
I
Descripción del Curso
Este es el último de los dos cursos de Estructuras de Concreto que contempla el Plan de
Estudios de Ingeniería Civil. Es un curso de análisis y diseño en el cual se integran y
complementan los cursos de Estructuras de Concreto I, Estructuras I y Construcción II,
para formar un todo coherente, de donde resultan las pautas que el ingeniero sigue cuando
diseña.
Como las obras de ingeniería pueden ser muy complejas, se ejemplifica con edificios
sencillos y regulares, en los cuales se hace énfasis en el diseño sismorresistente. Es un
curso teórico-práctico en el cual se siguen reglas definidas de diseño (especificaciones),
pero profundizando en los principios teóricos que lo sustentan.
II
Objetivo General
Al final del curso el estudiante será capaz de analizar, diseñar y detallar estructuras
sencillas de concreto.
III
Objetivos Específicos
El requisito fundamental es haber aprobado el curso de Estructuras de Concreto I. Por lo
tanto, al comenzar las lecciones los estudiantes serán capaces de:
1. Al término de las lecciones introductorias sobre las estructuras de concreto y los
métodos de diseño, el estudiante estará en capacidad de:
Definir el concepto de estructura, y explicar en qué consiste el proceso de
diseño
Explicar en qué consiste el diseño global, y cuál es su relación con el análisis de
la estructura.
Distinguir entre elástico y análisis límite.
Explicar en que consiste el diseño local, y cual es su relación con el
dimensionamiento de los elementos.
Distinguir entre dimensionamiento por teoría elástica y por teoría plástica.
Hacer un análisis de coherencia entre las posibilidades metodológicas
anteriores, y explicar cual combinación de ellas se usa en la actualidad y por
qué.
2. A partir de un estudio de la naturaleza, magnitud y distribución de las cargas, el
estudiante estará en capacidad de:
1
Efectuar un análisis preliminar de carga permanente y carga temporal de un
edificio sencillo.
Estimar las fuerzas horizontales de sismo, por medio del método estático del
Código Sísmico de Costa Rica
Calcular las fuerzas internas (permanentes, temporal y sísmica), utilizando los
métodos de la mecánica estructural.
3. Utilizando la teoría y especificaciones adecuadas el estudiante estará en
capacidad de diseñar y detallar los siguientes elementos de concreto:
Vigas continuas sujetas a la acción de cargas verticales.
Vigas y columnas sujetas a la acción de carga permanente, temporal y de
sismo.
Uniones viga-columna en marcos.
4. Con base en la teoría de losas, y utilizando especificaciones adecuadas, el
estudiante será capaz de:
Diseñar y detallar losas de entrepiso, armadas en una dirección.
Diseñar y detallar losas soportadas por vigas en sus cuatro bordes, armadas en
dos direcciones por el método directo y por el método de estructura
equivalente.
Analizar el comportamiento de losas sencillas, por el método de las líneas de
fractura.
Aplicar el diseño a escaleras y marquesinas.
5. Por medio de la aplicación de los conceptos de capacidad de soporte y empuje de
suelos, y utilizando losas en una y dos direcciones, el estudiante podrá:
Diseñar y detallar cimientos aislados rectangulares.
Diseñar y detallar muros de retención en voladizo.
6. Al final de las lecciones sobre concreto pre-esforzado, el estudiante será capaz de:
Proponer una lista de las ventajas y desventajas del concreto pre-esforzado.
Distinguir entre pre-tensión y post-tensión.
Evaluar las pérdidas de pre-esfuerzo.
Calcular los esfuerzos en las diferentes etapas constructivas y durante
condiciones de servicio.
Evaluar el momento último y el momento de firsuramiento en miembros en
flexión.
IV
Contenido
1. LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO Y METODOS DE ANALISIS Y
DISEÑO: Aspectos del diseño estructural. Metodología de diseño. Diseño local y
global. Teoría elástica y teoría de resistencia última para el diseño de elementos de
concreto reforzado. Filosofía del diseño sismorresistente.
2. SOLICITACIONES DE LA ESTRUCTURA: Solicitaciones (acciones). Condiciones de
servicio. Carga permanente, temporal y sísmica. Análisis estructural y fuerzas
internas.
2
3. DISEÑO MARCOS DUCTILES DE CONCRETO: Tipos de marcos de concreto.
Solicitación permanente, temporal y sísmica. Refuerzo longitudinal y transversal de
vigas. Refuerzo longitudinal y transversal de columnas. Refuerzo longitudinal y
transversal de muros estructurales. Uniones viga-columna.
4. FUNDACIONES: Capacidad soportante del suelo. Factores de seguridad utilizados en
la capacidad soportante del suelo de acuerdo con el Código Sísmico de Costa Rica.
Tipos de cimentaciones. Cimientos aislados rectangulares. Detallado de refuerzo.
5. UNIONES VIGA-COLUMNA. Columna fuerte – viga débil. Cortante en el nudo.
Detallado de nudos.
6. MUROS ESTRUCTURALES. Requisitos para muros en zonas no sísmicas y sísmicas.
Tipos de muros. Elementos de borde y confinamiento. Detallado de muros
estructurales.
7. DISEÑO DE LOSAS EN UNA DIRECCION: Tipos de losas, espesores mínimos,
diseño a flexión, revisión de cortante, acero por retracción o temperatura.
V
Metodología
El curso está estructurado de manera que el estudiante dedique nueve horas como mínimo
de trabajo individual por cada hora de lección en el aula.
El curso está organizado para impartir su contenido por medio de clases magistrales a las
cuales se les da seguimiento mediante la asignación de tareas sobre los temas
desarrollados en clases. Al inicio del curso se forman grupos de tres o cuatro estudiantes
que pueden participar en el desarrollo de las tareas asignadas. Estas asignaciones son un
medio para que los alumnos estudien la materia en el libro de texto y en los libros de
consulta u otras publicaciones, además de las notas tomadas en clase y profundicen en el
significado y ampliación de las especificaciones.
Tanto el trabajo en clase como la asignación de tareas se desarrolla alrededor de un
Ejemplo Integrado de Diseño, el cual consiste en un edificio de concreto de tres o cuatro
pisos, regular en planta y en altura, cuyo diseño global se define en términos muy
generales al inicio del cuatrimestre (en la segunda clase). Este se usa para ilustrar el
diseño local de cada uno de los elementos estructurales y la confección de los respectivos
planos de construcción.
Al final del cuatrimestre se deberá entregar un proyecto final que contempla la memoria de
cálculo completa del diseño del edificio desarrollado en clase, así como un juego de planos
estructurales para construcción de la estructura. En la segunda clase se entregarán los
lineamientos a seguir para la preparación de dicho proyecto.
VI
Estrategias de aprendizaje
Resolución de problemas
Análisis de casos
Exposiciones
Giras técnicas dirigidas
Investigación Bibliográfica
Investigación en Internet
3
VII
Recursos Didácticos

VIII
Equipo de Multimedia
Evaluación
Dos exámenes parciales
Examen final
Tareas en grupo e individuales y quices
Proyecto Final
IX
40%
30%
10%
20%
Bibliografía
Libro de Texto:

Nilson, A.H. y Winter, G., Diseño de Estructuras de Concreto. E.
2005.

American Concrete Institute. Building Code Requirements for Reinforced Concrete
and Comentary. ACI 318-02. Detroit, Michigan, U.S.A., 2006.

Comisión Permanente de Estudio y Revisión del Código Sísmico de Costa Rica.
Código Sísmico de Costa Rica 2002. Colegio Federado de Ingenieros y de
Arquitectos de Costa Rica. 2003.
McGraw-Hill.,
Libros de Consulta:

Paulay T., Priestley M.J.N., Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry
Buildings. John Wiley & Sons, Inc. U.S.A. 2004.

Nawy Edward G., Reinforced Concrete a Fundamental Approach, 3
Prentice Hall, U.S.A. 2006.

Portland Cement Asociation (PCA) Notes on ACI 318-99, Building Code Requeriments
for Structural Concrete with Design Applications.U.S.A. 2004.

Meli P. Roberto, Diseño Estructural, Editorial Limusa, México 2005.

Mac Gregor, Reinforced Concrete Mechanics and Design. Prentice Hall Book Co.,
2006.

Park R., Paulay T., Estructuras de Concreto Reforzado, Editorial Limusa, México
2005.
era
Edition. ,
4
X
Cronograma
Cronograma de Sesiones
FECHA
1 Sesión
2 Sesión
3 Sesión
4 Sesión
5 Sesión
XI
CONTENIDO
Objetivos, contenido, metodología, evaluación, bibliografía. Aspectos del diseño
estructural: metodología del diseño, diseño elástico y último, incertidumbre en el
análisis y el diseño.
Filosofía del diseño sismorresistente y seguridad.
Especificaciones y códigos vigentes Cambios en ACI 318-02
Flujo de cargas en un edificio. Cálculo de las cargas permanentes y temporales
en un edificio. Estimación de las fuerzas horizontales de sismo (método estático
era
CSCR-02), 1 parte.
Introducción al diseño sismorresistente, de estructuras de concreto reforzado
Continuación fuerzas horizontales de sismo. Análisis estructural. Modelación de
estructuras de concreto (rigidez en nudos, reducción de rigidez en vigas y
columnas por efectos sísmicos). Revisión del software disponible para el cálculo.
Estimación de momentos y cortantes en vigas usando las tablas del Código ACI
318-02.
Diseño de vigas marcos dúctiles de concreto (cálculo del acero longitudinal y
era
transversal). 1 parte
da
6 Sesión
Diseño de vigas marcos dúctiles de concreto. 2
7 Sesión
1 Examen Parcial
8 Sesión
Diseño de columnas marcos dúctiles de concreto.
9 Sesión
Uniones viga-columna.
10 Sesión
Fundaciones. Generalidades.
rectangulares y vigas de amarre
11 Sesión
Continuación de Fundaciones. Diseño de muros estructurales (1
12 Sesión
2 Examen Parcial
13 Sesión
Diseño de losa de concreto en una dirección
14 Sesión
(ENTREGA DEL PROYECTO FINAL)
15 Sesión
Examen Final (Incluye toda la materia cubierta en el curso).
parte
er
Aspectos de mecánica de suelos.
era
Placas
parte)
do
Observaciones Generales
Se deben respetar todas las normas establecidas en el Reglamento de Régimen
Académico de la Universidad Latina de Costa Rica.
XII. NOTAS SOBRE CONVALIDACION Y OTROS.
Este curso es convalidable: SÍ
Este curso se puede presentar por suficiencia: SÍ
Este curso tiene examen de ampliación: SÍ
5