UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL SILABO DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL I I. CARATULA: II. DATOS GENERALES: NOMBRE DE LA ASIGNATURA CÓDIGO DEL CURSO PRE REQUISITO AÑO DE ESTUDIOS CRÉDITOS TOTAL, DE HORAS SEMESTRALES No. TOTAL DE HORAS SEMANAL HORAS TEORICAS HORAS LABORATORIO FECHA DE INICIO FECHA DE TERMINO DURACIÓN (en semanas) PROFESOR RESPONSABLE III. : ANÁLISIS ESTRUCTURAL I : ESAEI021 : ESRMII16 : 2019 04 85 05 03 02 : 08 de abril 2019 : 03 de agosto 2019 17 : MG. ING. Horacio Soriano Álava; PMP® [email protected] SUMILLA: La asignatura de Análisis Estructural I, corresponde al 7mo Ciclo de Formación de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil. El curso es de naturaleza teóricopráctico y brinda a los participantes los principios de la relación entre el análisis y el diseño de las estructuras. Tiene como objetivo el análisis de los desplazamientos de los diferentes tipos de estructuras, como respuesta a solicitaciones de diversos tipos. Con el propósito desarrollar en el estudiante la capacidad de identificar y emplear conceptos del análisis estructural para solucionar problemas de estructuras sometidas a cargas de servicio. Contiene: Introducción, bases del análisis estructural, estructuras, grado de indeterminación de estructuras, elementos estructurales y no estructurales, idealización de los elementos estructurales, camino de cargas, metrado de cargas, estructuras estáticamente determinadas y estructuras hiperestáticas. Deformaciones, energía de deformación, métodos energéticos, método de las fuerzas (método de las flexibilidades). Métodos clásicos de análisis estructural: método giro-deflexión y método de distribución de momentos. IV. COMPETENCIAS DEL CURSO: Identifica las características de los diferentes tipos de estructuras y valora el rigor V. y la objetividad de las teorías que se exponen en el curso. Comprende que el análisis y el diseño de las estructuras están unidos en la actividad del Ingeniero Civil. Hace uso adecuado de los fundamentos y relaciona los diversos procedimientos del Análisis Estructural con los principios de la mecánica aplicada. Resuelve problemas de estructuras relacionadas con un determinado tipo de solicitación o con solicitaciones combinadas. Hace uso adecuado de los materiales, teniendo en cuenta sus características de resistencia y deformabilidad. PROGRAMACION DE CONTENIDOS PRIMERA UNIDAD DIDACTICA: ESTABILIDAD Y DETERMINACION DE ESTRUCTURAS – ENERGIA DE DEFORMACION 1. DURACIÓN 2. COMPETENCIA ESPECÍFICA : Al finalizar la I unidad, el estudiante será capaz de calcular los grados de determinación e indeterminación, así como la estabilidad de las estructuras previo a su análisis y diseño. 3. CONTENIDOS PROGRAMADOS POR CAPITULOS O COMPETENCIAS. CONCEPTUALES - Estabilidad: Estabilidad exterior, interior y general. Determinación: exterior, interior y general - Estabilidad y determinación para diferentes tipos de estructuras. Método alternativo para la determinación de las estructuras continuas. - Isostatización de Estructuras: Formas de Isostatización. Casos: Estructuras de barras, continuas y compuestas. Vigas curvas planas: condiciones Parrillas: condiciones - Energía de deformación Energía de deformación específica Energía de información por todo concepto. : 2 semanas PROCEDIMENTALES ACTITUDINALES Aplica las hipótesis básicas del análisis estructural. Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador. Establece el grado de indeterminación de cualquier tipo de estructura y su estabilidad estructural. Interpreta la importancia de los distintos esfuerzos actuantes en una estructura y su contribución en la deformación total. Valora la relevancia del conocimiento de las deformaciones en los elementos estructurales. SEGUNDA UNIDAD DIDACTICA MÉTODO DE LAS FUERZAS (MÉTODO DE LAS FLEXIBILIDADES) MÉTODO GIRO - DEFLEXIÓN 1 DURACIÓN : 5 semanas 2 COMPETENCIA ESPECÍFICA : Al finalizar la II unidad, el estudiante será capaz de determinar los esfuerzos y los diagramas de fuerza normal, momento flector y fuerza cortante que ocurren en las estructuras hiperestáticos mediante el método de flexibilidad y el método pendientedeflexión. 3 CONTENIDOS PROGRAMADOS POR CAPITULOS O COMPETENCIAS. CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES ACTITUDINALES • Diferencia las estructuras trasnacionales e intraslacionales. Asume una actitud responsable al trabajo individual y grupal. - Método de pendiente-deflexión. • Fundamentos. Ecuaciones Fundamentales. Diagrama de momento flector y fuerza cortante. Estructuras y traslacionales e intraslacionales - Aplicaciones en el análisis de vigas continuas, pórticos sin desplazamiento y pórticos con desplazamiento lateral. - Método de las fuerzas (Método de • las flexibilidades). Ecuaciones de compatibilidad de las deformaciones. Teorema de BETTI y Teorema de Maxwell. Calcula las reacciones y dibuja los diagramas de momentos flectores y fuerzas cortantes de estructuras hiperestáticas Valora la importancia del cálculo y de la elaboración de diagramas de momento flector y fuerza cortante en estructuras hiperestáticas. Utiliza el método de las fuerzas. Valora la importancia de la asignatura en su formación profesional. - Análisis de las estructuras indeterminadas. Utiliza coeficientes flexibilidad Asume una actitud responsable al trabajo individual y grupal. - Método de Fuerzas. Grado de indeterminación estática. Fundamentos del método de fuerzas - Aplicaciones en el análisis de armaduras, vigas continuas, efecto de desplazamientos en apoyos, pórticos y parrillas • los de CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES - Método de las fuerzas (método de • las flexibilidades). Aplicaciones en estructuras hiperestáticas: Vigas y pórticos. Desarrolla el Teorema de Betti y Maxwell. ACTITUDINALES Muestra seguridad al obtener los diagramas de momento flector y fuerza cortante en estructuras hiperestáticas. TERCERA UNIDAD DIDACTICA METODO DE LAS FUERZAS (METODO DE LAS FLEXIBILIDADES) ANALISIS DE LAS ESTRUCTURAS CONTINUAS 1 DURACIÓN : 4 semanas 2 COMPETENCIA ESPECÍFICA : Al finalizar la III unidad, el estudiante calcula las acciones externas e internas que se presentan en las estructuras indeterminadas de cualquier tipo, debido a cargas exteriores, con rigurosidad. 3 CONTENIDOS PROGRAMADOS POR CAPITULOS O COMPETENCIAS. CONCEPTUALES - Método de las deformaciones • angulares (slope deflection) indeterminación cinemática (grados de libertad). Hipergeometría. Ecuaciones pendiente deflexión. Ecuaciones de equilibrio. Diagramas de momento flector y fuerza cortante. Distribución de acero en estructuras hiperestáticas: vigas. - Método de las deformaciones • angulares (slope deflection) indeterminación cinemática (grados de libertad). Hipergeometría. Ecuaciones pendiente deflexión. Ecuaciones de equilibrio. Diagramas de momento flector y fuerza cortante. Distribución de acero en estructuras hiperestáticas: pórticos sin desplazamiento. PROCEDIMENTALES Comprende las hipótesis del método de las deformaciones angulares, diferencia los tipos de momentos en el análisis estructural, comprende que es la hipergeometría y cortante hiperestático Comprende el análisis en estructuras simétricas ACTITUDINALES Valora la importancia de la asignatura en su formación profesional Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador. CONCEPTUALES - Método de las deformaciones • angulares (slope deflection) indeterminación cinemática (grados de libertad). Hipergeometría. Ecuaciones pendiente deflexión. Ecuaciones de equilibrio. Diagramas de momento flector y fuerza cortante. Distribución de acero en estructuras hiperestáticas: pórticos con desplazamiento lateral. - Método de la Distribución de • momentos (Cross). Indeterminación cinemática (grados de libertad). Hipergeometría. Rigidez absoluta, Rigidez relativa, Factores de distribución, factor de transporte. Apoyo articulado. Estructuras simétricas. Diagramas de momento flector y fuerza cortante. Distribución de acero en estructuras hiperestáticas tipo viga. PROCEDIMENTALES ACTITUDINALES Comprende la hipergeometría, la cortante hiperestática, calcula y dibuja los diagramas de momentos flexionante y fuerza cortante. Asume una actitud responsable al trabajo individual y grupal. Analiza estructuras que solo permiten giros en los nudos, mediante la ecuación de los momentos parciales, debido al desplazamiento de los nudos. Analiza barras con empotramiento perfecto en un extremo y articulado en el otro Muestra seguridad al obtener los diagramas de momento flector y fuerza cortante en estructuras hiperestáticas. CUARTA UNIDAD DIDACTICA METODOS INTERACTIVOS ENFOQUE ESCALAR DEL METODO DE LAS FLEXIBILIDADES Y DE LAS RIGIDECES 1 DURACIÓN : 2 COMPETENCIA ESPECÍFICA : Al finalizar la IV unidad, el estudiante resuelve sistemas hiperestáticos, mediante el método de rigidez, aplicable a diseño de estructuras en general, de acuerdo a normas y criterios vigentes de diseño. 3 CONTENIDOS PROGRAMADOS POR CAPITULOS O COMPETENCIAS. CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES - Método de Rigidez. Descripción de Método. - Problema Primario y Complementario - Coeficientes de rigidez de barras. - Matriz de Rigidez de Estructuras - Aporticadas, articuladas y mixtas. - Ejemplos de vigas, pórticos, parillas y armaduras. Sistematización del Método. • - Calculo Matricial de Reacciones - Calculo Matricial de Esfuerzos Internos ACTITUDINALES Utiliza la matriz de rigidez de barra para determinar la matriz de rigidez de la estructura. Entiende e interpretan el problema primario y el problema complementario Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, innovador. • Utiliza el método de rigidez para desarrollar problemas de armaduras parillas y pórticos. • Utiliza el método de rigidez para calcular las reacciones de sistemas hiperestáticos Utiliza el método de rigidez para calcular las los esfuerzos internos Reconoce los conceptos matriciales para condesar la matriz de rigidez global a matriz de rigidez lateral Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador. Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador. Muestra su capacidad de análisis para resolver casos prácticos y diseños estructurales. • • - Condensación de la Matriz de Rigidez. - Ejemplos diversos 4 semanas • VI. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PRIMERA UNIDAD DIDACTICA FECHA TEMA Estabilidad: Estabilidad exterior, interior y general. Semana 1 Estabilidad y determinación para diferentes tipos de estructuras. Isostatización de Estructuras: Formas de Isostatización. Energía de deformación Semana 2 ACTIVIDAD • Aplica las hipótesis RESPONSABLE básicas del análisis estructural. • Establece el grado de indeterminación de cualquier tipo de estructura y su estabilidad estructural. • Interpreta la importancia de los distintos esfuerzos actuantes en una estructura y su contribución en la deformación total. MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® SEGUNDA UNIDAD DIDACTICA FECHA TEMA ACTIVIDAD - Método de Fuerzas. Grado • Diferencia las estructuras de indeterminación estática. traslacionales e - Aplicaciones en el análisis Semana 3 de armaduras, vigas intraslacionales. continuas, efecto de desplazamientos en apoyos, pórticos y parrillas. • Calcula las - Método de pendientereacciones y dibuja deflexión. Fundamentos. Ecuaciones Fundamentales. los diagramas de momentos flectores Semana - Aplicaciones en el análisis y fuerzas cortantes de vigas continuas, pórticos 4 sin desplazamiento y de estructuras pórticos con desplazamiento hiperestáticas lateral RESPONSABLE MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® PRIMERA PRACTICA CALIFICADA (120 min) – (P1) • Utiliza el método - Método de las fuerzas de las fuerzas. (Método de las flexibilidades). Ecuaciones Semana de compatibilidad de las 5 deformaciones. Teorema de BETTI y Teorema de Maxwell. MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® FECHA TEMA ACTIVIDAD - Análisis de las estructuras Semana indeterminadas. 6 • Utiliza los - Método de las fuerzas (método de las Semana flexibilidades). Aplicaciones 7 en estructuras hiperestáticas: Vigas y pórticos. • Desarrolla el coeficientes de flexibilidad Teorema de Betti y Maxwell. RESPONSABLE MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® TERCERA UNIDAD DIDACTICA FECHA TEMA ACTIVIDAD - Método de las deformaciones angulares (slope deflection) indeterminación cinemática (grados de libertad). Distribución de acero en Semana estructuras hiperestáticas: 8 vigas. Semana 9 RESPONSABLE • Comprende las hipótesis del método de las deformaciones angulares, diferencia los tipos de momentos en el análisis estructural, comprende que es la hipergeometría y cortante hiperestático. MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® PRIMER EXAMEN PARCIAL (120 min) – (EP) - Método de las • Comprende el deformaciones angulares análisis en (slope deflection) estructuras indeterminación cinemática simétricas Semana (grados de libertad). 10 Distribución de acero en estructuras hiperestáticas: pórticos sin desplazamiento - Método de las • Comprende la deformaciones angulares hipergeometría, la (slope deflection) cortante indeterminación cinemática hiperestática, Semana (grados de libertad). calcula y dibuja los 11 Distribución de acero en diagramas de estructuras hiperestáticas: momentos pórticos con desplazamiento flexionante y fuerza lateral. cortante. MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® FECHA TEMA - Método de la Distribución de momentos (Cross). Indeterminación cinemática (grados de libertad). Semana Hipergeometría. Rigidez absoluta, Rigidez relativa, 12 Factores de distribución, factor de transporte. Apoyo articulado. Estructuras simétricas. ACTIVIDAD RESPONSABLE • Analiza estructuras que solo permiten giros en los nudos, mediante la ecuación de los momentos parciales, debido al desplazamiento de los nudos. MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® ACTIVIDAD RESPONSABLE CUARTA UNIDAD DIDACTICA FECHA TEMA - Método de Rigidez. Descripción de Método. - Problema Primario y Complementario - Coeficientes de rigidez de Semana barras. - Matriz de Rigidez de 13 Estructuras Aporticadas, articuladas y mixtas. • Utiliza la matriz de rigidez de barra para determinar la matriz de rigidez de la estructura. • Entiende e interpretan el problema primario y el problema complementario MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA (120 min) – (P2) - Ejemplos de vigas, • Utiliza el método pórticos, parillas y de rigidez para desarrollar Semana armaduras. Sistematización del Método. problemas de 14 armaduras parillas y pórticos. Calculo Matricial de • Utiliza el método Reacciones de rigidez para calcular las Calculo Matricial de reacciones de Esfuerzos Internos sistemas Semana hiperestáticos 15 • Utiliza el método de rigidez para calcular las los esfuerzos internos. Condensación de la Matriz • Reconoce los de Rigidez. conceptos matriciales para Ejemplos diversos Semana condesar la matriz 16 de rigidez global a matriz de rigidez lateral MG. ING. HORACIO SORIANO ÁLAVA; PMP® FECHA TEMA Semana 17 VII. RESPONSABLE EVALUACIÓN FINAL (120 min) - (EF) ESTRATEGIAS METODOLOGICAS a) b) c) d) VIII. ACTIVIDAD Aprendizaje basado en problemas. Estudio de casos. Aprendizaje basado en proyectos. Aprendizaje colaborativo. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS. El docente brindara información bibliográfica y complementaria de los casos prácticos programados durante el desarrollo del curso. Se contará en todo momento con una laptop, donde se hará uso de los programas informáticos para la enseñanza del software para análisis estructural y cálculo del acero. Laptop y Proyector multimedia para las clases teóricas. IX. INDICADORES, TECNICAS E INSTRUMENOS DE EVALUACION 1. Evaluación de Resultados Sistema de Calificación: escala vigesimal (0-20) Instrumento Sigla Promedio de Practicas Examen Parcial Examen Final PP EP EF Peso 1 1 1 Promedios de prácticas calificadas PP = (P1 + P2) / 2 Nota Final (NF) La nota final resulta de aplicar la siguiente fórmula: NF = (EP + EF + PT) /3 De acuerdo a directivas vigentes, la nota aprobatoria final es mayor igual a 10.50 REQUISITOS DE APROBACIÓN. La Nota Final Aprobatoria es mayor o igual a 10,50. Se tomarán dos exámenes parciales (EP y EF), el mismo que no podrá rendir aquel alumno que acumule 30% de inasistencia. En todo momento se tomará en consideración la participación activa del alumno en la resolución de casos prácticos planteados en aula. X. BIBLIOGRAFIA 1. Bibliografía Básica Bibliografía (básica) Básica: • Hibbeler, R. (2012) Structural Analysis. (8ª ed.) EEUU: Pearson Education. • Ottazzi, G. (2012). Apuntes de Curso de Análisis estructural I (4° ed.). Perú: Pontificia Universidad Católica del Perú. • Bazán, E. (2014). Diseños sísmicos de edificios. Monografía. Biblioteca UC. Código 624.1762 B28 2. Bibliografía Complementaria Bibliografía (complementaria) Complementaria: • Gonzales, O. (1995). Análisis Estructural I (4° ed.). México: LIMUSA NORIEGA EDITORES. • KASSIMALI, A. (2001). Análisis Estructural. (5° ed.). México: Cengage Learning Editores, S.A. • Recursos educativos digitales • • http://repositorio.pucp.edu.pe/index/bitstream/han dle/123456789/7136/a nalisis_edificios_cap02.pdf?sequence=7 http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_3798_C.pdf https://www.researchgate.net/publication/31754481 _Analisis_de_estructur as_J_Uribe_Escamilla
