Programa Resistencia de Materiales I - UNI Nicaragua

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
PROCESO DE MEJORAMIENTO Y ACTUALIZACIÓN CURRICULAR 2020
NOMBRE DE LA ASIGNATURA:
RESISTENCIA DE MATERIALES I
CÓDIGO: RMA1N
MEJORA Y ACTUALIZACIÓN
REVISADO POR
Ing. Soledad del Rosario Valdivia Somarriba
Docente Depto. de Estructuras
APROBADO POR
Ing. Manuel Hernández Rosales
Jefe de Departamento de Estructuras
VISTO BUENO
Dr. Ing. Oscar Gutiérrez Somarriba
Decano de la Facultad
Arq. Víctor Arcia Gómez
Vice - Rector Académico
OFICIALIZACIÓN
MSc. Ing. Freddy Marín Serrano
Secretario General
Managua, Nicaragua
2020
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
I.
INFORMACIÓN GENERAL
1.1
Carrera
Ingeniería Civil
1.2
Año y código del Diseño Curricular
2016 – DICUCIV16
1.3
Disciplina
Estructura
1.4
Nombre de la Asignatura
Resistencia de Materiales I
1.5
1.7
Fecha última actualización aprobada por Febrero 2016
Consejo Universitario
Nombre de docentes autores previo al Departamento de Estructuras
PMAC
Código de la Asignatura
RMA1N
1.8
Tipo de Asignatura1
Básica Especifica
1.9
Semestre académico en que se impartirá
1.10 Frecuencia semanal
V Semestre (Diurno)
VI Semestre (Nocturno)
2.5
1.11 Total de horas
80
1.12 Créditos
4
1.13 Asignatura (as) pre-requisitos
Estática
1.14 Asignatura (as) precedentes
No tiene
1.15 Asignatura (as) correquisitos2
No tiene
1.16 Turno
Diurno y Nocturno
1.17 Modalidad
Presencial
1.6
1
Clasificación de Asignaturas: Formación General, Básica, Básica Específica, Ejercicio Profesional, Optativas. Metodología y Normativa
Curricular para la Transformación Curricular. Aprobada por el Consejo Universitario de la UNI, en Sesión 8-95, del 20 de Julio de 1995.
Managua.
2
Presentar: “No tiene” en el caso que no existan.
2
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
II.
INTRODUCCIÓN
La asignatura Resistencia de materiales I tiene como objeto de estudio el análisis de los
efectos que produce la acción de fuerzas externas sobre los cuerpos deformables,
siendo estos efectos: los Esfuerzos y las Deformaciones producidas por las acciones
internas (fuerza axial, fuerza cortante, momentos flexionantes y momentos
torsionantes), como una respuesta de las propiedades de las secciones transversales
de los elementos estructurales y del material del cual está hecho dicho elemento, ante
la acción de esas fuerzas externas.
El contenido temático abarca el cálculo de esfuerzos normales y cortantes, y de las
deformaciones generadas por las acciones internas, como una respuesta del material y
de las propiedades geométricas del elemento ante la acción de cargas externas,
realizándose un estudio de cada una de las acciones internas y sus efectos particulares
en los elementos estructurales.
Es imperativo destacar que los objetivos de esta asignatura incluyen los conocimientos
y habilidades que constituyen la base de todo diseño estructural y de máquinas.
Esta asignatura tiene como pre-requisito la asignatura de Estática, cuyo dominio por
parte del estudiante, de toda la temática abordada en ella, es fundamental para la
comprensión y el aprendizaje del contenido de la Resistencia de materiales. Por otro
lado tiene como asignaturas precedentes la matemática, el dibujo y Geometría
descriptiva así como la geometría vectorial, entre otras.
El aporte que la asignatura Resistencia de Materiales I, hace al perfil de egreso de la
carrera de Ingeniería Civil, se puede resumir de la siguiente forma:
Conocimientos
Comprensión de los basamentos teóricos de las estructuras, hidráulica, vías
de transporte, materiales de construcción y suelos.
Análisis de los sistemas estructurales, sistemas constructivos y de redes,
haciendo énfasis en la aplicación de tecnología verde.
Comprensión de las leyes, principios, y teorías de las ciencias básicas
(Matemáticas, Física, etc) requeridas para el entendimiento de la tecnología
relacionada, presente y futura.
Comprensión de los procesos metodológicos para la formulación y
evaluación de proyectos.
Interpretación la legislación existente nacional e internacional, relacionada
con el campo de las Obras civiles.
Administración del proyecto de construcción de obras civiles y la lógica del



3
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
proceso constructivo, definiendo las actividades relacionadas al proceso.
Comprensión e interpretación de la legislación en la construcción, normas,
reglamentos y regulaciones, así como interpretación y lectura de planos y
especificaciones técnicas.
Utilización del lenguaje técnico que le permitirá interpretar los contenidos de
los procedimientos e instructivos, de los planes y manuales para la operación
y mantenimiento.
Manejo de los componentes de la obra civil y las funciones
correspondientes.
Comprensión de los fundamentos básicos para la gestión de recursos
humanos, materiales y financieros
Habilidades
Aplica conocimientos de matemática, ciencia e ingeniería.
Aplica los procedimientos de formulación, diseño y evaluación de proyectos
de obras civiles, los cuales comprenden aspectos de: estudios de mercado,
estudio técnico (Idealización, aplicación adecuada de procedimientos,
criterios y normas de diseño, modelación y simulación), estudios ambientales,
gestión de riesgo, estudio financiero y económico, auxiliándose de la
investigación científica como herramienta fundamental.
Elabora la planificación y programación de una obra civil.
Organiza, dirige y controla la construcción de una obra civil.
Aplica técnicas de comunicación verbal, gráfica y escrita.
Aplica los procedimientos para los controles de calidad en las obras civiles.
Administra los planes de operación y mantenimiento de obras civiles.
Organiza y desarrolla programas de capacitación.
Analiza el comportamiento de la obra y realizar informes periódicos sobre el
cumplimiento de las actividades relacionadas con dicha obra
Establece los procedimientos para el control, mantenimiento, contrastes y
calibración de los equipos y herramientas utilizadas en las actividades de
operación y mantenimiento
Actitudes
Muestra actitud responsable y ética en la concepción, proyección, diseño y
evaluación de un proyecto de obra civil.
Participa y promueve el trabajo en equipo, en los procedimientos de
formulación, diseño y evaluación de proyectos de obras civiles.
Actúa de forma ética y responsable en el cumplimiento de los documentos
normativos y en los procesos administrativos de toda construcción de obra
civil: siendo estas: planificación – programación, organización – dirección,
seguimiento y control.





4
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
Muestra responsabilidad ante la aplicación de los planes y manuales de
operación y mantenimiento de las obras, promoviendo el trabajo en equipo
y de colectivo.
Colabora con actitud crítica y proactiva en la actualización de los planes y
manuales de operación y mantenimiento.
Muestra un alto espíritu emprendedor.
Actúa responsablemente respecto al ambiente y su conciencia social
sensible a la problemática de la sociedad nicaragüense.




Los componentes formativos se integran y desarrollan en la asignatura de la siguiente
forma:
 Componente formativo “Investigación”: Se desarrolla a través de la asignación de
trabajos investigativos de manera gradual desde la primera unidad hasta la última
estableciendo los aprendizajes esperados en cada momento del proceso
formativo. En este caso se trata de ir formando en el estudiante el quehacer de la
Investigación, propiciando en él la búsqueda de información, el proceso de
analizar e interpretar datos, resolviendo problemas prácticos referentes a la
asignatura, de manera que el estudiante vaya familiarizándose con los
procedimientos de la investigación
 Componente formativo “Extensión”: Se propicia mediante la inclusión de
actividades, contenidos y estrategias didácticas que permiten la vinculación de
los estudiantes con la realidad práctica, tales como: estudios de caso y
actividades de aprendizaje basadas en problemas e investigación, todo ello,
considerando el entorno productivo y social.
 Componente formativo “Espíritu emprendedor”: En el desarrollo de esta asignatura
se incentiva la creatividad, originalidad e innovación del estudiante, integrando
los conocimientos, habilidades y actitudes, propiciando actividades para su
aplicación práctica del conocimiento, de manera que sean capaces de
identificar y aprovechar las oportunidades del entorno, así como reconocer sus
propias ideas y la de los demás. Esto se implementa con la asignación de trabajos
en grupos, ya sea para realizarse en clase o como trabajos de investigación y
defensa de los mismos.
 Componente formativo “TIC”: Se concibe a través de la aplicación del conjunto
de herramientas, recursos y medios de apoyo para el desarrollo de las actividades
en la asignatura; su finalidad es propiciar ambientes interactivos para la
adquisición de conocimientos y el aprendizaje significativo de los estudiantes. En
su mayoría todas las clases se imparten a través de diapositivas con la finalidad
de una mejor comprensión.
 Componente formativo “Responsabilidad ambiental”: Comprende el desarrollo de
capacidades, valores y actitudes encaminadas a la comprensión y búsqueda de
soluciones a las necesidades ambientales. Propicia una actuación ética y
5
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
responsable en el uso, manejo, aprovechamiento y preservación de los recursos
naturales y del ambiente; así como la consideración de los potenciales daños que
el ambiente puede generar sobre la vida y los bienes de las personas expuestas.
Por lo que en todo el transcurso de los temas que comprenden la asignatura de
Resistencia de Materiales I se desarrolla este componente formativo.
III.
OBJETIVOS GENERALES
1. Desarrollar un conocimiento utilizable y una comprensión completa de las
relaciones entre las cargas aplicadas a un cuerpo no rígido hecho de un
material dado y los esfuerzos y deformaciones producidos en el cuerpo.
2. Generar una visión clara de las relaciones entre esfuerzo y deformación
unitaria bajo una amplia variedad de condiciones y materiales.
3. Aplicar procedimientos adecuados para encontrar las dimensiones
requeridas de un miembro de un material especificado, para soportar una
carga dada sujeta a especificaciones establecidas de esfuerzo y
deformación.
IV.
PLAN TEMÁTICO
FORMAS DE ORGANIZACIÓN DE LA
ENSEÑANZA (F.O.E.) 3
N°
UNIDADES TEMÁTICAS
I
TEORÍA
C
S
Diagramas
de
fuerzas
8
internas
II Esfuerzo y Deformación por
6
Carga Axial
III Esfuerzo y Deformación por
4
Torsión
IV Esfuerzo
por
Flexión
y
8
cortante en Vigas
V Superposición de Esfuerzos.
8
Total de horas presenciales
34
2da evaluación parcial, 1ra y 2da convocatoria
TOTAL
C.P
PRÁCTICA
LAB G.C T
6
8
T.C
P.C
Total
de
horas
14
4*
18
4
8
10
18
8
36
16
74
6
80
4*
* Las horas planificadas para Laboratorio (LAB) no pertenecen a Docencia Directa. Los
ensayos de laboratorio se realizaran fuera del horario normal de clases y serán dirigidas
por otro docente.
3 C (Conferencia), S (Seminario), CP (Clase Práctica), Lab (Laboratorio), GC (Gira de campo), T (Taller), TC (trabajo de curso),
PC (Proyecto de Curso).
6
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
V.
UNIDADES TEMÁTICAS
UNIDAD I: DIAGRAMAS DE ACCIONES INTERNAS
OBJETIVOS PARTICULARES
1. Comprender la importancia de los diagramas de acciones internas para el análisis
y el diseño de los elementos estructurales.
2. Construir diagramas de acciones internas en vigas y marcos estáticamente
determinados utilizando el método de las ecuaciones y el método de la suma.
3. Considerar el dominio de la temática para su aplicación en asignaturas
posteriores dentro del pensum de la carrera.
CONTENIDOS
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
La Mecánica de sólidos
Objetivos e importancia
Reseña histórica de su desarrollo
Acciones Internas en barras
Definición de fuerza cortante (V) y fuerzas flexionantes (M)
Convención de signos
Métodos para construir diagramas de acciones internas
Diagramas: ¿Que representan y para que se utilizan?
Método de las secciones
a. En que consiste y procedimiento
b. Determinación de la fuerza axial (P), fuerza cortante (V) y momento
flexionante (M) internos, en diferentes secciones de una barra en
equilibrio
c. Construcción de los diagramas: representación gráfica de los valores
obtenidos de P, V y M
d. Clase Práctica
Método de las ecuaciones
a. Obtención de ecuaciones Matemáticas para representar los valores de
P y M en una barra y Determinación de intervalos de validez de las
ecuaciones
b. Relación entre carga, fuerza cortante y momento flector internos,
ecuaciones diferenciales de equilibrio en secciones de una barra
c. Obtención de la Ecuación de M por integración de V
d. Construcción de valores máximos y mínimos, puntos de inflexión y
concavidad de los diagramas utilizando criterios de primera y segunda
derivada
7
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
1.10 Método de la suma
a.
Determinación del Diagrama de Fuerza Cortante (V) a partir del
diagrama de Momento Flexionante (M)
b.
Reglas prácticas para construir el diagrama de Fuerza Cortante (V)
c.
Determinación del diagrama de cargas a partir del diagrama de
Fuerza cortante (V)
d.
Clase práctica
RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS
Para el desarrollo de esta unidad temática se requiere la corroboración del dominio
por parte del estudiante del análisis de estructuras estudiado en la asignatura de prerequisito Estática. En esta unidad debe definirse que son los diagramas, cuál es su
importancia y sobre todo se deben presentar los diferentes métodos para el cálculo de
las acciones internas y como se construyen.
Es importante destacar el enlace que estos métodos tienen con las áreas del análisis y
del diseño de estructuras, temáticas que serán estudiadas en semestres subsiguientes,
por lo que el estudiante debe asimilarlos con toda claridad, para ello se señalan como
formas organizativas de enseñanza el empleo de conferencias y clases prácticas, las
primeras deben presentar los conceptos teóricos, los procedimientos para el desarrollo
de los métodos y las ecuaciones que se deben aplicar, y las segundas corresponderán
a las aplicaciones prácticas de estas teoría y ecuaciones por medio de la resolución
de problemas, planteando modelos de vigas, marcos u otros sistemas estructurales,
isostáticos sometidos a diferentes condiciones de cargas, construyendo los diagramas
de axial cortante y momento, haciendo uso de pizarras, data show, u otros medios o
herramientas que se consideren necesarios o que estén al alcance del docente.
Las clase practicas pueden ser primeramente desarrolladas por el docente, resolviendo
ejercicios de manera que pueda explicar paso a paso los procedimientos, y
posteriormente asignar ejercicios en el aula para que el estudiante los desarrolle ya sea
individualmente o en grupos con la asistencia del docente. Para asegurar el
autoestudio se pueden asignar tareas o trabajos para que sean desarrollados por el
estudiante en casa, asignándole o no alguna puntuación.
UNIDAD II: ESFUERZO Y DEFORMACIÓN POR CARGA AXIAL
OBJETIVOS PARTICULARES
8
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
1.
2.
Comprender los conceptos de la teoría de elasticidad y de las propiedades de
los materiales así como la relación entre esfuerzo y deformación.
Calcular los esfuerzos y las deformaciones producidas en miembros sujetos a
carga axial.
3.
Realizar pruebas de laboratorio en probetas de acero y de madera para
determinar el diagrama esfuerzo - deformación de cada material.
4.
Manifestar la importancia que tiene el diagrama esfuerzo deformación en la
determinación de las propiedades del material y su utilidad en el análisis y el
diseño de los elementos estructurales.
CONTENIDOS
2.0
2.1
2.2
Introducción al estudio de los Esfuerzos
Fuerza axial. Esfuerzo Normal
Definición de:
a. Esfuerzo normal
b. Esfuerzo de apoyo o de aplastamiento
c. Esfuerzo cortante medio
2.3 Esfuerzo en las uniones de miembros sujetos a carga axial
2.4 Esfuerzo permisible y factor de seguridad
2.5 Solución de Problemas
2.6 Deformación bajo carga axial
2.7 Definición de deformación
2.8 Clasificación de los cuerpos
a. Cuerpos ideales
b. Cuerpos lineales elásticos
2.9 Ley de Hooke para materiales Isotópicos
a. Relación entre esfuerzo y deformación
b. Diagrama esfuerzo - deformación para materiales diversos
c. Determinación de propiedades de un material a partir del diagrama
esfuerzo-deformación
d. Ley de Hooke. Módulo de Elasticidad o módulo de Young
e. Limite elástico y de fluencia, resistencia última, fragilidad, resistencia y
tenacidad
2.10 Cambio de longitud de una barra sometida a carga axial
2.11 Relación entre deformación longitudinal y transversal. Relación o módulo de
Poisson
2.12 Módulo de elasticidad al corte (G)
2.13 Deducción de la relación del módulo de Young al corte y la relación de
Poisson
2.14 Ley de Hooke generalizada
a. Esfuerzo y deformación en dos y tres direcciones perpendiculares
b. Módulo de deformación volumétrica
2.15 Esfuerzos por temperatura
9
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
2.16 Problemas en sistemas isostáticos e hiperestáticos
2.17 Energía de deformación elástica
2.18 Ley de Clapeyron
a. Densidad de Energía de deformación por esfuerzo uniaxial
2.19 Energía y densidad de Energía por esfuerzo cortante
2.20 Laboratorio
2.21 Construcción de un diagrama Esfuerzo - Deformación
a. Para madera
b. Para acero
RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS
Para el desarrollo de esta unidad temática se especifican dos formas de organización
de la enseñanza, siendo estas: conferencias y clases prácticas. Por medio de
conferencias se deben impartir los aspectos teóricos referentes a los esfuerzos y las
deformaciones que se producen en los materiales como producto de la acción de
fuerzas axiales en los elementos estructurales, y a través de las clases prácticas se
deben ejemplificar los métodos de cálculo de los esfuerzos y las deformaciones, tanto
en sistemas estáticamente determinados como indeterminados.
Dentro de los temas a tratarse en esta unidad, está también el cálculo de los efectos
que se producen en los materiales, como producto de los cambios de temperatura, a
los que pueden estar sujetos los elementos estructurales.
Es importante que se establezca la diferencia entre las propiedades elásticas y
plásticas de los materiales, donde el estudiante debe comprender cuales son los
parámetros aplicables en los materiales que tienen un comportamiento linealmente
elástico, que es un esfuerzo de cedencia o de fluencia, que significa esfuerzo
admisible, que es el módulo de elasticidad, módulo de rigidez, y fundamentalmente
que significa la relación de Poisson, y la aplicabilidad que tienen todos estos conceptos
en el análisis y el diseño de las estructuras.
Para darle una aplicación práctica a los conceptos abordados, se realizarán ensayos
de laboratorios a tensión en dos tipos de materiales: acero y madera, con el objetivo
de determinar el diagrama Esfuerzo – Deformación y del análisis de este determinar
otros parámetros fundamentales para definir las propiedades mecánicas de los
materiales.
Para ello el docente deberá garantizar primero el haber impartido la temática en el
aula de clases y segundo proporcionar al estudiante una guía de laboratorio donde se
especifique los materiales, los equipos y herramientas que se deberán utilizar, las
medidas de seguridad que se deben guardar en el laboratorio y el o los
procedimientos a seguir para el desarrollo de la práctica, así como el análisis de los
resultados y el reporte que se deberá entregar posterior a la práctica.
Los laboratorios serán evaluados a partir de la entrega del reporte que entregará el
estudiante, donde se reflejará el procedimiento ejecutado en el ensayo, los datos
10
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
obtenidos del ensayo y el análisis y la interpretación de los mismos, pudiendo llegar a
tenes un porcentaje equivalente de hasta 15% del total de la evaluación del curso (15%
sistemáticos en la primera evaluación parcial), según consideraciones del mismo
docente.
UNIDAD III: ESFUERZO Y DEFORMACIÓN POR TORSION
OBJETIVOS PARTICULARES
1. Calcular los esfuerzos y las deformaciones en ejes (flechas) sujetos a cargas de
torsión.
2. Analizar los esfuerzos cortantes producidos por torsión en los elementos
estructurales.
3. Considerar la importancia que tiene el estudio de los efectos producidos en los
materiales por la acción de pares torsores en los elementos estructurales.
CONTENIDOS
5.1
5.2
5.3
3.4
3.5
Esfuerzo por torsión en barras de sección circular
Hipótesis y conceptos Básicos
a. Dirección y variación del esfuerzo cortante
Deformación angular por torsión en barras de sección circular
Fórmulas para cálculo del esfuerzo cortante y la deformación angular en
barras de sección no circular
Problemas en sistemas isostáticos e hiperestáticos
RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS
El desarrollo de esta unidad se hará por medio de conferencias y clases prácticas.
Por medio de conferencias se deben impartir los aspectos teóricos referentes a los
esfuerzos y las deformaciones que se producen en los materiales como producto
de la acción de momentos torsionantes en los elementos estructurales, y a través
de las clases prácticas se deben ejemplificar los métodos de cálculo de los
esfuerzos y las deformaciones, tanto en sistemas estáticamente determinados
como indeterminados.
El docente debe recurrir al desarrollo de ejercicios en la pizarra, o proyectarlos en
data show, explicando claramente las aplicaciones de los conceptos teóricos
expuestos en las conferencias, pudiendo recurrir también a la presentación de
videos donde se puedan observar la ocurrencia o el comportamiento de algunos
elementos sometidos a torsión.
11
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
UNIDAD IV: ESFUERZO POR FLEXIÓN Y CORTANTE EN VIGAS
OBJETIVOS PARTICULARES
1. Calcular los esfuerzos de flexión y de cortante en las secciones trasversales de
miembros estructurales.
2. Diseñar miembros estructurales de un material especificado, para soportar una
carga dada sujeta a especificaciones establecidas de esfuerzo y deformación.
CONTENIDOS
4.1
4.2
4.3
4.4
Esfuerzo por flexión en la sección transversal
Hipótesis fundamentales de Navier – Bernoulli
Deducción de la expresión para calcular esfuerzo normal por flexión
Distribución de los esfuerzos normales en la sección transversal
a. Superficie neutra y eje neutro
4.5 Flexión en elementos hechos de varios materiales
4.6 Flexión en elementos curvos
4.7 Solución de problemas
4.8 Esfuerzo tangente a la sección transversal
4.9
Relación entre momento flector y fuerza cortante
4.10 Esfuerzo cortante en vigas
a. Deducción de la expresión
4.11 Flujo cortante horizontal
a. Deducción de la expresión
b. Diseño de conexiones bajo fuerza cortante
4.12 Distribución del esfuerzo cortante en la sección
a. Centro de corte o de cortante
4.13 Solución de problemas
4.14 Análisis y diseño de vigas para flexión
RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS
Es imperativo establecer desde el inicio de esta unidad, que la teoría de la flexión es
fundamental para el análisis y el diseño de los elementos estructurales. Se debe
precisar que se requiere que el estudiante domine conceptos estudiados en la
asignatura pre-requisito Estática, especialmente el cálculo de las propiedades
geométricas de las secciones transversales y de la resistencia de materiales I la
construcción de los diagramas de Fuerza cortante y de momento flexionante.
Las FOEs recomendadas para el desarrollo de esta unidad son: conferencias y clases
prácticas. Por medio de conferencias se deben impartir los aspectos teóricos
12
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
referentes a los esfuerzos que se producen en los materiales como producto de la
acción de momentos flexionantes y de fuerzas cortantes en los elementos estructurales,
y a través de las clases prácticas se deben ejemplificar los métodos de cálculo de los
esfuerzos por flexión y cortantes.
Dentro del desarrollo del cálculo de los esfuerzos flexionantes y cortantes, se deben
especificar claramente cómo se distribuyen estos esfuerzos dentro de las secciones
transversales y como se calculan estos esfuerzos, resolviendo tanto elementos rectos
como curvos, fabricados de un solo material tales como acero, concreto, madera, etc.
o de secciones compuestas de dos o más materiales.
Finalmente se debe enfatizar en el diseño de elementos estructurales bajo condiciones
de flexión y revisados por condiciones de resistencia al cortante, haciendo uso de las
tablas del AISC para la selección de perfiles de acero, o diseñar elementos de madera
o de cualquier otro material (concreto reforzado por ejemplo) basándose en las teorías
de la flexión.
UNIDAD V: SUPERPOSICIÓN DE ESFUERZOS
OBJETIVOS PARTICULARES
1. Comprender en que consiste el principio de superposición y su aplicación en el
análisis de los esfuerzos combinados producidos en una sección cualquiera de
un elemento estructural.
2. Desarrollar el cálculo de los esfuerzos normales y cortantes producidos en una
sección cualquiera de un elemento estructural, aplicando el principio de
superposición y definiendo el estado general de esfuerzos en un punto
cualquiera de la sección transversal.
3. Considerar la importancia que tiene el estudio de los esfuerzos combinados en
un punto cualquiera de una sección transversal de un elemento estructural.
CONTENIDOS
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
Principio de Superposición y sus limitaciones
Superposición de esfuerzos normales
Distribución de los esfuerzos normales en la sección transversal
Carga axial excéntrica
a. Flexión asimétrica uniaxial
b. Flexión asimétrica biaxial
Núcleo central
Superposición de esfuerzos cortantes
13
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
5.7
Solución de Problemas
RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS
Se debe precisar que se requiere que el estudiante domine conceptos estudiados en la
asignatura pre - requisito Estática, especialmente el concepto de sistema equivalente
Fuerza – Par, así como los conceptos de momento con respecto a un punto, resultante
de un sistema de fuerzas, diagramas de cuerpo libre, entre otros.
Las FOEs recomendadas para el desarrollo de esta unidad son: conferencias y clases
prácticas. Por medio de conferencias se debe fundamentar en que consiste el sistema
de superposición, haciendo énfasis en los tipos de esfuerzos, particularmente en
aspectos ya abordados en las unidades anteriores como son: los tipos de esfuerzos,
quienes los producen, como se calculan y principalmente como se distribuyen en la
sección transversal, a partir de lo cual se derivará la combinación de estos esfuerzos.
A través de las clases prácticas se deben ejemplificar los métodos de cálculo de los
esfuerzos combinados por flexión y cortantes, en una sección transversal, analizando
sistemas coplanares y no coplanares, especificando la importancia de poder plantear
el estado general de esfuerzos para un punto cualquiera, lo cual sentará las bases
teóricas para el desarrollo posterior de la transformación de los esfuerzos en la
asignatura siguiente.
Debe precisarse además la importancia que tiene el análisis de los esfuerzos
combinados, en el análisis y diseño de otros elementos estructurales, y como se deriva
del análisis de la superposición de esfuerzos el concepto de núcleo central para el
análisis de muros y cimentaciones en asignaturas subsiguientes.
Dada la cierta complejidad que podría tener esta temática, el docente debe
garantizar el autoestudio por parte del estudiante, por lo que podría auxiliarse de
tareas, investigaciones o revisiones bibliográficas, o trabajos prácticos asignados al
estudiante, los cuales podrán tener una calificación cuyo valor estará en consideración
del docente tomado en cuenta la calidad de documento entregado y la
responsabilidad en la entrega del mismo en tiempo y forma.
14
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
VI.
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE: 4
I Evaluación Parcial
EVALUACIONES ORDINARIAS 5
Evaluaciones Sistemáticas6
II Evaluación Parcial
Evaluación Final
Examen
35%
Evaluaciones Sistemáticas
15%
Examen
35%
Examen/Trabajo de Curso /Proyecto
de Curso
100%
EVALUACIONES EXTRAORDINARIAS
Evaluación de I Convocatoria
Examen (70%)
Evaluaciones Sistemáticas (30%)
Evaluación de II Convocatoria
Examen
Evaluación por Suficiencia
Evaluación Cursos de Verano7
VII.
BIBLIOGRAFÍA:
7.1.
Textos básicos:
15%
Examen
Examen (4 pruebas de 25 puntos
cada una)
100%
100 %
100 %
100 %
Beer, Ferdinad P.; Johnston Jr, E. Russell. y DeWolf, John T. (2007, 4ta Ed.).
Mecánica de Materiales. México. McGraw-Hill Interamericana.
Hibbeler, Russell C. (1997, 3ra Ed.). Mecánica de Materiales. México. PrenticeHall Hispanoamericana, S. A.
7.2.
Textos complementarios:
Popov, Egor P., Balan, Toader A. (2000). Mecánica de Sólidos. (2da Edición).
México. Editorial Pearson Educación.
Fitzgerald,
Robert
W.
(2006).
Resistencia
Materiales. (Edición revisada). México, D.F. Alfaomega Grupo Editor.
de
4 UNI (2006): Reglamento de Régimen Académico de la Universidad Nacional de Ingeniería. Aprobado por el Consejo
Universitario el 27 de octubre del 2006. Managua.
5 Adecuar de conformidad con la naturaleza de cada programa de asignatura (Arto. 24 del Reglamento de Régimen
Académico).
6 Preguntas de control, seminarios, clases prácticas, laboratorios, giras de campo, talleres, trabajos extra-clase, pruebas
cortas. (Arto. 27 del Reglamento de Régimen Académico).
7 Se establecen de conformidad con los criterios definidos en el plan de estudio y las disposiciones institucionales vigentes (Arto. 44 del
Reglamento de Régimen Académico).
.
15
Programa de Asignatura: Resistencia de Materiales I
Ortiz
Berrocal,
Luis.
(2007).
Resistencia
de
Materiales. (3ra edición). Madrid. McGraw-Hill/Interamericana de España,
S.A.U.
Riley William F., Sturges Leroy D. y Morris Don H. (2007). Mecánica de
Materiales. (3ra edición). México. Editorial Limusa S.A. de C.V.
Pytel,
Andrew.,
Singer,
Ferdinad
L.
(2008).
Resistencia
Materiales. (8va reimpresión). México, D.F. Alfaomega Grupo Editor.
de
Mott,
Robert
L.
(1996).
Resistencia
Materiales Aplicada. (3ra. Edición). México. PEARSON Educación.
de
16