UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: C1101
Estructuras I
Última Actualización de la Asignatura: 05/09/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03028 - Ingeniería Civil 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
2do
Se dicta en  ambos semestres del año

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Civil - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(C1001) Introducción a la Ingeniería Civil e Hidráulica
(F1303) Física I

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Estructura Basica

Departamento: Construcciones

Tipificación: Tecnologicas Basicas (TB)

Ingeniería Civil - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
48.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
2.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
10.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

96.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

OBJETIVOS

Propender al conocimiento y materialización de sistemas estructurales equilibrados y su dimensionamiento en materiales homogéneos bajo tracción y compresión.

PROGRAMA SINTÉTICO

Campo de la Mecánica Estructural. Concepto de estructura y estados límites. Estática en el campo bidimensional. Sistemas estructurales: generación, sustentación y equilibrio. Introducción a la resistencia de materiales. Barras sometidas a tracción y compresión simples. Estructuras reticuladas. Esfuerzo de corte puro. Esfuerzos internos en estructuras isostáticas planas. Principio de los trabajos virtuales aplicado a dichas estructuras. Características geométricas de las secciones de barras. Tipos de cargas e introducción a su determinación.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 19/05/2017 - Actualidad

UNIDAD 1.1: CAMPO DE LA MECÁNICA ESTRUCTURAL. CONCEPTO DE ESTRUCTURA Y ESTADOS LÍMITE
Concepto de estructura. Campo de estudio y objetivo de la Mecánica Estructural. Tareas que comprende el cálculo estructural. Estados límite: su clasificación y ejemplos. Ductilidad general. Durabilidad.

UNIDAD 1.2: LA ESTÁTICA APLICADA
Objeto de la estática aplicada. La fuerza y los parámetros que la definen. Los sistemas de fuerzas: panorama general, el espacio y el plano. Referenciación analítica de las fuerzas en los campos bi y tridimensional. La hipótesis de la rigidez y la realidad elástica de los sistemas estructurales en los estudios del equilibrio. Principios de la estática. La transmisibilidad colineal de fuerzas.

UNIDAD 1.3: LA ESTÁTICA EN EL CAMPO BIDIMENSIONAL
Fundamentos, conceptos y rutina operatoria de la estática bidimensional: Momento estático de una fuerza respecto a un punto, su expresión analítica. Teorema de Varignon. Pares de fuerzas. Traslación paralela de fuerzas. Propiedades de los pares. Sistemas de fuerzas concurrentes: reducción, descomposición, equilibrio, conceptualización gráfica, resoluciones analíticas. Sistemas de fuerzas no concurrentes: reducción, descomposición, equilibrio. Conceptualización gráfica, resoluciones analíticas. Soluciones de Ritter y Cullman. El polígono funicular y las estructuras de geometría adaptable según el estado de cargas, casos. Sistemas de fuerzas paralelas. Reducción, descomposición, equilibrio, centro del sistema.

UNIDAD 1.4: GENERACIÓN DE SISTEMAS ESTRUCTURALES PLANOS, SUS ENLACES, SUSTENTACIÓN Y EQUILIBRIO.
Grados de libertad, concepto de vínculo, corrimientos infinitésimos. Materialización de vínculos externos, su capacidad de reacción. Enlaces internos de un sistema, articulaciones y otros mecanismos de conexión, esfuerzos que transmiten. Hipostatismo, isostatismo, hiperestatismo, falsa sustentación. Sustentación isostática de cadenas abiertas y cerradas. Sistemas isostáticos clásicos de dos y tres chapas. Arcos y pórticos triarticulados. Análisis numérico y de funcionamientos estructural en el estudio de sustentación de sistemas complejos.

UNIDAD 1.5: EQUILIBRIO DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
Equilibrio de los sistemas estructurales isostáticos: determinación de reacciones de vínculo externo en sistemas de una “n” chapas.

UNIDAD 1.6: INTRODUCCIÓN A LA RESISTENCIA DE MATERIALES
Concepto de tensión y deformación específica. Sus componentes. Concepto de barra, eje, sección transversal y fibra. Principio de Saint-Venant. Discontinuidades estáticas y geométricas. Barras continuas. Resistencia de materiales, alcance de estudios. Propiedades de los materiales y las estructuras: Elasticidad, homogeneidad, ductilidad y fragilidad, linealidad mecánica, geométrica y estructural. Principio de superposición de los efectos. Indeterminaciones propias del cálculo estructural. Coeficiente de seguridad global. Criterios de seguridad: Clásico, semiprobabilístico y probabilístico. Niveles de análisis: Lineal y no lineal. Sus alcances y limitaciones.

UNIDAD 1.7: ESFUERZO AXIL PURO O SIMPLE.
Definición de esfuerzo axil puro o simple. Estado elástico lineal: Ley de Hooke. Concepto de fibra. Hipótesis de Bernoulli - Navier. Uniformidad de las tensiones. Cálculo de alargamientos de barras. Cálculo de desplazamientos: Diagramas de Willot. Ensayo de tracción simple. Diagramas tensión - deformación para materiales típicos: dúctiles, semidúctiles y frágiles. Diagrama ideal bi-lineal. Resolución de problemas hiperestáticos, en el período lineal, no lineal y plástico. Relajamiento progresivo hasta la transformación en mecanismo. Problema de las tres barras. Estado límite último en tracción y compresión simples, para materiales ductiles y frágiles, en estructuras isostáticas e hiperestáticas. Trabajo elástico y energía potencial de deformación. Dimensionamiento de barras sometidas a esfuerzo axil puro.

UNIDAD 1.8: ESTRUCTURAS ESPECIALES QUE FUNCIONAN A TRACCIÓN O COMPRESIÓN.
Los sistemas reticulados planos, su generación. Diseño de estructuras reticulares, tipos clásicos: Pratt, Warren, Polonceau, etc. Isostaticidad o Hiperrestaticidad interna de los reticulados. Esfuerzos internos en estructuras reticuladas: Cálculo analítico, comentario de los métodos gráficos. Equilibrio de hilos y cables muy tensos, cables poco tensos.

UNIDAD 1.9: ESFUERZO DE CORTE PURO
El deslizamiento puro (distorsión) y sus particularidades. Tensiones tangenciales en planos perpendiculares. Energía de deformación ante el esfuerzo cortante. Proyecto, verificación y dimensionado de uniones abulonadas, roblonadas y soldadas sometidas cargas centradas y excéntricas.

UNIDAD 1.10: LOS ESFUERZOS INTERNOS EN UNA PIEZA
Tensiones en una sección transversal. Resultante y por de reducción como síntesis de la acción sobre una sección transversal. Carácter referencia de los ejes principales de inercia. Los esfuerzos internos como descomposición de la acción total, plano y línea de fuerzas. Tipo de tensiones producidas por los esfuerzos simples: Esfuerzo axil, esfuerzo cortante, momento flexor, momento torsor. Presentación de los esfuerzos combinados: flexión oblicua, flexión compuesta normal y oblicua, flexotorsión, otros estados más complejos. Diagramas de esfuerzos internos en estructuras planas sencillas de una pieza.

UNIDAD 1.11: ESFUERZOS INTERNOS EN ESTRUCTURAS PLANAS
Diagramas de esfuerzos características en esquemas isostáticos de varias chapas, abiertos, de tramos rectos y curvos. Inversión del problema: Determinar el estado de cargas a partir de los diagramas de esfuerzos. La curva de presiones, significado en el diseño de una estructura.

UNIDAD 1.12: PRINCIPIO DE LOS TRABAJOS VIRTUALES
Métodos de cálculo basados en principios energéticos para sistemas rígidos: El principio de los trabajos virtuales. Corrimiento y trabajo virtual. Trabajo virtual en giros absolutos y relativos y en corrimientos absolutos y relativos. La cinemática plana como herramienta de cálculo, registro de corrimientos, variaciones de distancias, giros. Aplicación del P.T.V. al cálculo de incógnitas estáticas en vínculos externos y determinación de esfuerzos internos en estructuras de alma llena y calada.

UNIDAD 1.13: CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE LAS SECCIONES RESISTENTES
Características de primer orden. Baricentros en conjuntos superficiales discretos y continuos. Definición del eje de una pieza estructural. Características de segundo orden. Momentos de inercia de superficies, momento centrífugo, momento de inercia polar, relaciones, radio de giro. Teorema de Steiner. Momentos de segundo orden con respecto a ejes de mismo origen. Ejes principales de inercia. Determinación de momentos de inercia en secciones resistentes simples y compuestos.

UNIDAD 1.14: CARGAS QUE OBRAN SOBRE LAS ESTRUCTURAS
Clasificación cualitativa de las cargas: según su origen, su variación en el tiempo y en el espacio, y su naturaleza. Valores representativos de las cargas: característicos, reglamentarios, de cálculo, según el tipo de estado límite. Criterio semiprobabilístico. Principales cargas que actúan sobre las construcciones civiles: cargas másicas estructurales y edilicias. Sobrecargas o cargas útiles en edificios y puentes. Cargas de origen natural: variaciones de temperatura y humedad, viento, sismo, nieve, hielo. Empujes de tierra, materiales granulares y fluidos. Panorama sobre el modo de determinación de cada una de ellas.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 19/04/2017 - Actualidad

- CIENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN – O. Belluzzi – (T.1,2,3) (Aguilar)
- MECÁNICA DE MATERIALES – M. Vable (Oxford University Press)
- CURSO DE RESISTENCIA DE MATERIALES – A.Guzmán (CEILP)
- RESISTENCIA DE MATERIALES – Feodosiev – (Sapiens)
- RESISTENCIA DE MATERIALES – Seely-Smith – (UTEHA)
- CURSO SUPERIOR DE RESISTENCIA DE MATERIALES – Seely-Smith – (Nigar)
- MECÁNICA TÉCNICA – Timoshenko – (Hachette). Indicado curso 1
- TEORÍA DE LAS ESTRUCTURAS – Timoshenko
- PROBLEMA DE RESISTENCIA DE MATERIALES – Miroliubov y otros – (Mir) – 1000 problemas.
- FÓRMULAS DE RESISTENCIA DE MATERIALES – Roark – (Aguilar)
- ESTÁTICA APLICADA Y RESISTENCIA DE MATERIALES – Stussi – (Dunod)
- ESTÁTICA – J:L:Merian – Reverte – Curso 1
- MECÁNICA DE CONSTRUCCIÓN – V.A. Kigeliov – Mir – Tomos I y II
- RESISTENCIA DE MATERIALES – Timoshenko – Tomos I y II
- CIENCIA DE LAS ESTRUCTURAS – Tomo II – Del Bono – (CEILP)
- ESTABILIDAD I Y II – Fliess – (Kapeluz)
- CIENCIA DE LAS ESTRUCTURAS – Tomo III – Del Bono (CEILP)
- RETICULADOS PLANOS – Del Bono – (CEILP)
- MECÁNICA DE MATERIALES – Hibbeler - Ed. Prentice Hall
- INGENIERÍA MECÁNICA – ESTÁTICA - Hibbeler - Ed. Prentice Hall
- MECÁNICA VECTORIAL PARA INGENIEROS - Beer y Johnston, Jr. - Ed. MacGraw Hill

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

01. Fuerzas coplanares (Un. 1.1 y 1.2) (1h)
02. Fuerzas coplanares y no coplanares (Un. 1.2 y 1.3) (1h)
03. Vinculos, grados de libertad y redacciones (Un. 1.5 y 1.6) (1h)
04. Estructuras solicitadas a esfuerzo axil. Resolución elástica y plástica (Un. 1.8 y 1.7) (1h)
05. a) Reticulados (Un. 1.9) (1h) b) Dimensionado a esfuerzos normales y tengenciales simples (Un. 1.9 y 1.10) (1h)
06. Esfuerzos internos en estructuras de una chapa (Un. 1.11) (1h)
07. Esfuerzos internos en estructuras de varias chapas (Un. 1.12) (1h)
08. Principio de los trabajos virtuales (Un. 1.12) (1h)
Todos los trabajos prácticos deben ser resueltos y aprobados individualmente, presentando memoria escrita y respondiendo a un breve interrogatorio. En algunos de ellos se utilizan programas de computación, principalmente planillas de cálculo.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA


SISTEMA DE EVALUACIÓN


MATERIAL DIDÁCTICO


ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Actividad #1
Tema
Tracción y compresión simples 
Nombre
Ensayo a rotura por tracción simple de una barra de acero, y por compresión simple de una probeta de hormigón. 
Laboratorio
LAPIV - Laboratorio de Pavimentos e Ingeniería Vial 
Días y Horarios
Descripción


Se procederá a realizar el ensayo, registrando periódicamente el valor de la carga y de las deformaciones longitudinales. Posteriormente los alumnos redactarán un informe y graficarán los resultados.
Herramientas Utilizadas
Prensa hidráulica, flexímetros

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



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