PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ ESTRUCTURAS 1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO
ESTRUCTURAS 1
SÍLABO 2016-1
INFORMACIÓN GENERAL
Nombre del curso
Código del curso
Semestre
Número de créditos
Profesor del curso
Horas de teoría
Horas de práctica
Pre-requisitos
: Estructuras 1
: CIV 204
: 2016-1
: 3.0
: Ing. Christian Asmat G.
( [email protected] )
: 2 horas semanales
: 2 horas semanales
: CIV 101 Introducción a las Estructuras
DESCRIPCIÓN DEL CURSO
En este curso se estudia la funcionalidad, las limitaciones y las consideraciones de
diferentes tipos de sistemas estructurales comúnmente empleados en edificaciones y
obras de infraestructura. Asimismo se realizarán cálculos para estimar las cargas
sometidas a los elementos de una edificación y se analizarán los estados límites
considerados en el comportamiento estructural. Se incorporarán los conceptos básicos
de estructuración, idealización y predimensionamiento para casos sencillos de
edificaciones. Finalmente, se estudiará el fenómeno “sismo”, el impacto sobre las
estructuras y se revisarán los conceptos básicos para definir un sistema estructural
resistente a cargas sísmicas.
ALCANCES
El curso se basa en conceptos básicos de la ingeniería estructural aplicables en la
concepción del espacio arquitectónico. La relevancia de la exactitud numérica se
reduce notablemente con el fin de brindar mayor consolidación en los aspectos
teóricos y aplicación práctica de diseño. La aplicación de estructuración en
edificaciones será de carácter introductorio, siendo el siguiente curso, Estructuras 2, el
que profundice el tema.
OBJETIVOS
Objetivo general:
El curso tiene el objetivo general de fortalecer los conceptos del comportamiento de
los principales sistemas estructurales e integrarlos al espacio arquitectónico. De esta
manera, el alumno podrá realizar un diseño arquitectónico sustentado en una
estructura funcional, segura y económica.
Objetivos por unidad:
Al concluir cada unidad del curso, los alumnos serán capaces de:
Unidad 01: INTRODUCCIÓN
Reconocer los objetivos de la ingeniería estructural y del curso, reconocer su importancia
en el aspecto conceptual y en el aspecto práctico.
Unidad 02: SISTEMAS ESTRUCTURALES
Identificar, describir, analizar y comparar el comportamiento de diferentes sistemas
estructurales, con el fin de poder realizar una selección lógica y racional para diferentes
obras de ingeniería. Esta unidad tiene una prioridad para los sistemas comúnmente
empleados en edificaciones, pues serán de aplicación fundamental en los ejercicios
prácticos de estructuración.
Unidad 03: ANÁLISIS DE CARGAS
Identificar la trayectoria de las cargas desde cada punto de aplicación hasta los apoyos de la
estructura. Además, reconocer las cargas mínimas reglamentarias y realizar un tentativo
metrado de cargas para diferentes elementos de una edificación. Finalmente, podrá
deducir valores aproximados para la carga sometida sobre estos elementos.
Unidad 04: FUNCIONALIDAD Y SEGURIDAD
Identificar cada condición de cargas y los estados límites que condicionan el diseño y
predimensionamiento de cada elemento dentro de la estructura.
Unidad 05: ESTRUCTURACIÓN E IDEALIZACIÓN
Plantear una estructura funcional dentro de la arquitectura de una edificación, empleando
un procedimiento claro y ordenado. Asimismo, definir las primeras dimensiones para los
diferentes elementos de la edificación. Esta aplicación será permanente hasta el final del
ciclo y será tema relevante en el examen final.
Unidad 06: SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS SÍSMICAS
Comprender el mecanismo geotectónico que conlleva al origen de los sismos, además del
efecto en las estructuras. Finalmente, entenderá y aplicará las principales recomendaciones
normativas en el procedimiento de estructuración.
CONTENIDO
CONCEPTUALES
PROCEDIMENTALES
ACTITUDINALES
Unidad 01: INTRODUCCIÓN
Discusión acerca de las
Definición y objetivos de la Ingeniería
diferencias entre ciencia e
Estructural y del curso. Aspectos más
ingeniería, y los aspectos a
relevantes en un proyecto, desde el punto
tomar en cuenta en un
de vista arquitectónico y estructural.
proyecto.
Disciplina, respeto y
puntualidad. Participación en
las discusiones de la clase.
Unidad 02: SISTEMAS ESTRUCTURALES
Principales sistemas estructurales
empleados en la actualidad. Descripción y
comparación de ventajas.
Interacción y organización a
Clase teórica. Discusión sobre
nivel grupal. Capacidad de
ventajas y elecciones en el
justificar y sustentar
concepto de un proyecto.
elecciones.
Unidad 03: ANÁLISIS DE CARGAS
Tipos, trayectoria y metrado de cargas
Analizar y cuantificar las
Discernir y alcanzar
sobre elementos de edificaciones. Valores cargas presentes en el uso de conclusiones de resultados
mínimos reglamentarios.
una edificación.
numéricos.
Unidad 04: FUNCIONALIDAD Y SEGURIDAD
Condiciones de servicio y de rotura.
Estados límite.
Reconocer la relación entre la
falla y su causa.
Unidad 05: ESTRUCTURACIÓN E IDEALIZACIÓN
Consideraciones básicas para la
estructuración, idealización y
predimensionamiento de elementos
dentro de una edificación.
Reconocer el procedimiento y
Buena disposición para
las consideraciones básicas
superar retos. Aprender en
para una correcta
base a la experiencia.
estructuración.
Unidad 06: SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS SÍSMICAS
Exposición de videos y registros de sismos
pasados. Acción del sismo frente a las
estructuras. Conceptos de una estructura
sismo resistente.
Clase teórica. Generar
argumentos científicos sobre
el efecto sísmico en los
diseños.
Descubrir e incorporar el
comportamiento sísmico
dentro de las bases de
estructuración.
METODOLOGÍA
La metodología de clase será expositiva en aula, revisando los conceptos mediante
diapositivas y casos reales. A esto se le complementa la dinámica de prácticas, en los
cuales se crea un espacio donde se muestra los aspectos más relevantes de la teoría y
su aplicación. Durante todo el ciclo, los alumnos, formando grupos, tendrán la
oportunidad de aplicar los temas vistos en el curso en un caso real.
En el curso es indispensable la disciplina y el respeto del alumno, dentro y fuera de
clases y prácticas. Todas las prácticas calificadas tendrán indicaciones en el
encabezado del documento, las cuales deberán ser acatadas por el alumno. NO HAY
TOLERANCIA AL PLAGIO. Cualquier acto que vaya en contra de lo anterior será motivo
de amonestación.
Se tomará asistencia antes de iniciar cada clase teórica y 10 min luego de comenzar
cada práctica. La asistencia podrá ser considerada en la nota del alumno. Se permitirá
el ingreso de alumnos hasta 20 min luego de comenzar cada clase teórica y hasta 15
min luego de la hora programada de cada práctica. Los alumnos de cada horario de
práctica deberán asistir a su correspondiente horario.
CRONOGRAMA
SEMANA
FECHA
CONTENIDO
PRÁCTICA
Unidad 01: INTRODUCCIÓN
1
Introducción al curso y lectura del sílabo.
Unidad 02: SISTEMAS ESTRUCTURALES
Armaduras, arcos, vigas Vierendeel, tirantes
2
y catenarias.
Zapatas, cimientos, muros de contención y
3
contrafuertes.
Pórticos: columnas, vigas, muros y arriostres.
4
Techos: losas nervadas, macizas y aligeradas.
Elementos presforzados y estructuras
5
especiales.
Unidad 03: ANÁLISIS DE CARGAS
Tipos de cargas, trayectoria de cargas y
6
sobrecargas mínimas reglamentarias.
7
Metrado de cargas para vigas y columnas.
EXAMEN PARCIAL
Unidad 04: FUNCIONALIDAD Y SEGURIDAD
Condiciones de servicio, de rotura y estados
9
límites.
Unidad 05: ESTRUCTURACIÓN E IDEALIZACIÓN
Requisitos y recomendaciones para
10
estructuración, condiciones y
simplificaciones para la idealización.
11
Predimensionamiento de elementos
12
Ejercicio de predimensionamiento de
elementos
Unidad 06: SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS SÍSMICAS
Peligro y vulnerabilidad sísmica, efecto del
13
sismo sobre las estructuras
14
15
Efecto del sismo sobre las estructuras,
resistencia, rigidez y ductilidad
Requisitos para una estructura sismo
resistente
EXAMEN FINAL
Formación de grupos y bases para
el trabajo semestral.
LECTURA
Primera crítica al TRABAJO
SEMESTRAL
Revisión de diferentes sistemas
estructurales en el campus PUCP.
Identificación y selección de
sistemas estructurales
Segunda crítica al TRABAJO
SEMESTRAL
Metrado de cargas en edificaciones
Criterios de funcionalidad de
elementos
Tercera crítica al TRABAJO
SEMESTRAL
Estructuración de elementos en
edificaciones.
Estructuración de columnas,
muros, losas y vigas en
edificaciones.
Cuarta crítica al TRABAJO
SEMESTRAL
Estructuración de elementos en
edificaciones ubicadas en zonas
sísmicas.
PRESENTACIÓN DEL TRABAJO
SEMESTRAL
EVALUACIÓN
La nota final se obtendrá mediante un promedio ponderado de los talleres, del trabajo
semestral y de los exámenes, considerando los siguientes pesos.
NF = 0.20 PA + 0.20 TS + 0.30 EX1 + 0.30 EX2
Dónde:
NF
PA
TS
EX1
EX2
:
:
:
:
:
Nota final del curso.
Promedio de las siete (07) prácticas.
Nota del trabajo semestral
Nota del primer examen.
Nota del segundo examen.
BIBLIOGRAFÍA:
Bibliografía de consulta obligatoria.
1. Onouye, B.; Kane, K. (2007) Statics and strength of materials for architecture
and building construction
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 658 O54 2007]
2. Mainstone, R. (2001) Developments in structural form
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica NA 4170 M17]
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 633 S18]
3. Engel, H.; Rapson, R. (1999) Tragsysteme = Structure systems
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TH 845 E61]
4. Charleson, Andrew. (2008) Seismic Design for Architects
Bibliografía complementaria:
5. Morgolius, I. (2002) Arquitects + engineers = structures
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica NA 680 M26]
6. Torroja, E. (2004) Razón y ser de los tipos estructurales
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 645 T73]
7. Salvadori, M.; Heller, R. (2005) Estructuras para arquitectos
[Biblioteca Central TA 645 S18]
8. Salvadori, M. (1990) The art of construction: projects and principles for
beginning engineers and architects
9. Ching, F.; Adams, C. (2001) Building construction illustrated
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TH 146 CH56]
10. Gordon, J.E. (1999) Estructuras: o porqué las cosas no se caen
[Biblioteca Central TA 645 G73]
11. Ramsey, C.; Sleeper, H. (2003) Las dimensiones en arquitectura
12. Arnold, C.; Reitherman, R. (1987) Configuración y diseño sísmico de edificios
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 658.44 A75]
13. Kuroiwa, J. (2002) Reducción de desastres: viviendo en armonía con la
naturaleza
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica GB 5030 K96]