UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL FILIAL JAÉN
SILAB O DE DISEÑO ESTRUC ESTRUCTURAL TURAL EN ACERO I.
INFORMACIÓN INFORMACIÓN GENERAL: 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. 1.13. 1.14. 1.15.
II.
Facultad Escuela profesional Departamento Académico Ciclo Académico Asignatura Código de la Asignatura Naturaleza Prerrequisito Régimen Ubicación Condición Horas semanales Valor Académico Duración Docente - Código - Correo Electrónico
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Ingeniería Ingeniería Civil Ciencias de la Ingeniería IX Diseño Estruc Estruc tural en Acero 870141 Profesional Básica Análisis Estructural II Semestral Quinto año / Primer Semestre (2017-I) Electivo 2 Teoría + 3 Práctica 3 créditos Del 17/04/2017 al 11/08/2017 Ingº. EUCLIDES POCLIN TUESTA 120037
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SUMILLA El curso desarrolla los principios básicos de la construcción y el diseño estructural en acero. Se abordan las consideraciones de diseño de estructuras metálicas. Elementos en tracción. Columnas y otros elementos en compresión. Vigas y otros elementos en flexión. Vigas fabricadas de planchas. Elementos compuestos. Conexiones. Fuerzas concentradas, fatiga. Condiciones de diseño en servicio. Fabricación, montaje y control de calidad.
III. OBJETIVO: Transmitir conocimientos referentes a las estructuras metálicas, diseño, fabricación, montaje, y manutención. IV. COMPETENCIAS Y CAPACIDADES CAPA CIDADES 4.1. COMPETENCIA Conoce las propiedades mecánicas de los materiales más comunes de acero y su relevancia para el análisis y diseño de estructuras metálicas; con capacidad para concebir y proyectar este tipo de estructuras. 4.2. CAPACIDADES
Conoce los tipos de acero estructural y distingue sus aplicaciones principales.
Maneja los tipos de perfiles, conociendo las bondades y debilidades de sus características mecánicas de cara a las posibles aplicaciones.
Distingue los coeficientes de seguridad a emplear en las combinaciones de acciones, así como los coeficientes de simultaneidad.
Evalúa los esfuerzos y deformaciones producidos por fuerzas axiales, aplicando los conocimientos adquiridos al análisis de elementos sometidos a flexión, tracción o compresión.
Aplica las distintas hipótesis hipótesis de combinación de acciones según que el estado límite a comprobar sea último o de servicio. 1
V.
Diseña piezas metálicas que se vean solicitadas a diversos esfuerzos, aisladamente ocombinados: tracción, flexión, compresión, torsión, y pandeo lateral.
Identifica los fenómenos estructurales (resistentes y de inestabilidad) que puedan aparecer en una pieza metálica en función de los esfuerzos que la solicitan.
Diseña uniones (articuladas o rígidas) que se adapten al modelo de análisis empleado para la estructura.
CONTENIDO ACADÉMICO UNIDAD I: INTRODUCCIÓN AL DISEÑO ESTRUCTURAL EN ACERO 1.
GENERALIDADES. Diseño estructural. Optimización. Procedimiento del diseño estructural. Recomendaciones a considerar en el diseño estructural.
2.
EL MATERIAL ACERO Y SUS PROPIEDADES. Aceros estructurales. Clases de aceros. Ventajas y desventajas del acero como material estructural. Composición química del acero. Aceros estructurales modernos. Aceros estructurales en el Perú. Producción peruana. Propiedades físico-mecánicas del acero estructural. Comportamiento del acero estructural: Relaciones esfuerzo-deformación del acero estructural. Resistencia a la corrosión del acero.
3.
PERFILES ESTRUCTURALES: Tipos de perfiles estructurales:
4.
ESTRUCTURAS DE ACERO. Tipos.
UNIDAD II: CÁLCULO Y DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES 5.
CARGAS. Cargas muertas, cargas vivas, cargas de viento, cargas de sismo, cargas de nieve, cargas de impacto.
6.
ESPECIFICACIONES, Y CÓDIGOS DE CONSTRUCCIÓN. Norma E.090 Estructuras Metálicas y AISC. Métodos de Diseño: Diseño con factores de carga y resistencia (LRDF). Diseño por esfuerzos permisibles (ASD).
7.
TRACCIÓN. Introducción. Resistencia nominal de los miembros a tensión. Área neta. Área neta efectiva. Limitaciones a la esbeltez. Diseño de miembros a tensión.
8.
COMPRESIÓN. Generalidades. Perfiles usados para columnas. Fórmula de Euler. Pandeo. Pandeo flexional elástico. Pandeo inelástico. Relaciones de esbeltez máximas. Diseño de miembros cargados axilmente a compresión.
9.
FLEXIÓN. Generalidades. Comportamiento de vigas continuamente arriostradas. Miembros en flexión. Corte en vigas. Deflexiones. Vigas con arriostramiento no continuo. Vigas continuas.
10. TORSIÓN. Tipos de torsión. Torsión sin alabeo y torsión uniforme. Casos comunes de piezas solicitadas a torsión uniforme. Interacción de esfuerzos. UNIDAD III: CONECTORES ESTRUCTURALES 11. PERNOS. Tipos de conectores. Fallas y diseño de uniones empernadas. Procedimientos de instalación. 12. CONEXIONES SOLDADAS. Generalidades. Ventajas. Tipos de soldaduras. Simbología. Soldaduras estructurales. Defectos en las soldaduras. Inspección y control. Resistencia nominal de las soldaduras. Cálculo de uniones soldadas sometidas a distintos esfuerzos. 13. CONEXIONES EN EDIFICIOS. Selección del tipo de sujetador. Conexión de vigas: Conexiones simples, conexiones continuas de viga a columna, conexiones estándar de vigas atornilladas. Diseño de conexiones estándar atornilladas, Diseño de conexiones estándar soldadas. Otras conexiones. UNIDAD IV: ESTRUCTURAS COMBINADAS DE ACERO Y CONCRETO 14. VIGAS COMPUESTAS. Construcción compuesta. Ventajas de la construcción compuesta. Conectores de corte. Capacidad por momento de las secciones compuestas. Deflexiones en construcción compuesta. 15. COLUMNAS COMPUESTAS. Ventajas y desventajas. Especificaciones. Resistencia de diseño. Resistencia al cortante y a la tensión. 2
VI. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS El curso se desarrollará en sesiones de teoría y práctica, empleando metodologías activas y heurística en el proceso aprendizaje-enseñanza (PAE), promoviendo la participación de los estudiantes. El docente emplea la exposición y ejemplificación para complementar la actividad, utilizando ayudas audiovisuales cuando sean pertinentes. En el desarrollo del curso se empleará las siguientes estrategias: 6.1. De acompañamiento del estudiante
Exposición magistral usando el método inductivo deductivo, Desarrollo de talleres o ejercicios de aplicación. Trabajos individuales y grupales. Asesoría directa a estudiantes.
6.2. Trabajo ind ependiente del estudiante
Resolución de problemas individual y/o grupal. Investigación, sustentación de temas y análisis de temas específicos. Consultas a biblioteca e internet.
VII. MATERIAL EDUCATIVO
Medios Auxiliares visuales: Bibliográficos, separatas, guía de ejercicios, diapositivas, etc. Medios Auxiliares Audiovisuales: Laptop, proyector, vídeos, etc. Símbolos de Representación plana: Pizarra, láminas, carteles, diagramas. Instrumentos geométricos y otros: Plumones, borrador de pizarra, reglas, compás, wincha métrica, papelotes, cinta masking tape, etc.
VIII. EVALUACIÓN 8.1. Orientaciones para la evaluación:
La evaluación será integral, permanente, sistemática, objetiva y participativa (cualitativa y cuantitativa), durante todo el Proceso de Aprendizaje – Enseñanza (PAE) Los trabajos encargados serán presentados y sustentados en la fecha y hora programada. Los estudiantes que incumplan, serán calificados con Nota NP (No presentó o no se presentó), equivalente a cero (00). Se tomará 01 examen teórico o práctico por unidad como mínimo, las mismas que serán promediadas con trabajos y/o prácticas domiciliarias, su sustentación, exposición, entre otros. Se evaluará actitudes: Asistencia y responsabilidad, motivación e interés, perseverancia, disposición al trabajo en equipo, disposición emprendedora, cooperativa y democrática, capacidad crítica y de análisis para optimizar resultados. El calificativo a ser ingresado en el Sistema Informático Académico (SIA) de la Universidad Nacional de Cajamarca, para cada periodo, en escala de 00 a 20 con aproximación al centésimo se obtendrá de acuerdo con la siguiente fórmula: = 0,60 × + 0,30 × + 0,10 ×
Donde: PP PE PT PA
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Promedio de Periodo a ser ingresado al SIA. Promedio de exámenes teórico o práctico de la unidad (60%) Promedio de trabajos o prácticas domiciliarias (30%) Promedio de actitudes (10%)
El promedio final será obtenido automáticamente por el SIA; cuyo valor será aproximado a entero. A los alumnos desaprobados se les tomará un examen de aplazados, para lo cual, deberán registrar 70% como mínimo de asistencia a las clases y haber obtenido nota mínima de siete (07) en su promedio. La escala será de 00 a 20; sin embargo, la nota última a ser registrada en el SIA es once (11). 3
8.2. Criterios:
Correcta conceptualización de la teoría y aportes a la misma. Acierto en la aplicación de la teoría en trabajos de investigación.
8.3. Procedimientos:
Evaluación a través de la observación continúa y anotación sistemática. Evaluación de las unidades didácticas. Evaluación de los temas de investigación presentados. Participación activa: discusiones, ponencias, sustentaciones, casuística, etc. Puntualidad en la asistencia a las evaluaciones y en la entrega y sustentación de informes de investigación en la sesión programada.
9.1. Requisitos de Aprobación:
El alumno deberá acreditar el 70% de asistencia a clases, caso contrario será inhabilitado (INH o INHABILITADO) automáticamente por el SIA. La nota mínima aprobatoria es de once (11) en la escala de 00 a 20.
IX. TUTORIA Y CONSEJERIA: El docente desarrollara la tutoría y consejería en un momento de su clase cada semana y según la necesidad en horas extracurriculares. X.
BIBLIOGRAFÍA:
AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION (AISC). (2011). Steel Construction Manual. 14.th Edition. USA. AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS / STRUCTURAL ENGINEERING INSTITUTE (ASCE/SEI 7-10) (2010). Minimum Design Loads for Buildin gs and Other Structures. Virginia, USA. BEER, Ferdinand P. & JOHNSTON, E. Rusell. Mecánica de Materiales. BOWLES, Joseph E. (1993). Diseño de Acero Estruc tural. Editorial Limusa. 1.ª Edición. 4.ª Reimpreisón. México, ME. McCORMAC, Jack C & CSERNAK, Stephen F. (2013). Diseño de Estructuras de Acero. Alfaomega. 5.ª Edición. México, ME. 724 p. SEGUI, Willam T. (2000). Diseño de Estructuras de Acero con LRFD. International Thomson Editores. 2.ª Edición. México, ME. 619 p. SEGUI, Willam T. (2013). Steel Design. Cengage Learning. 5.th Edition. Stanford, USA. VINNAKOTA, Sriramulu. (2006). Estructur as de Acero: Comportamiento y LRFD. McGraw Hill. México, ME. ZAPATA BAGLIETO, Luis F. (1997). Diseño Estru ctural en Acero. 2.ª Edición. Lima, PE.
XI. NORMAS
NTP E.020 Cargas. D.S. N° 011-2006-VIVIENDA. Lima, PE. NTP E.030 Diseño Sismorresistente. D.S. N° 003-2016-VIVIENDA. Lima, PE. NTE E.060 Concreto Armado. D.S. Nº 010-2009-VIVIENDA. Lima, PE. NTP E.090 Estructuras Metálicas. D.S. Nº 011-2006-VIVIENDA. Lima, PE. Jaén, 17 de abril del 2017 ____________________________ Lic. EUCLIDES POCLIN TUESTA CPPe 0933430498 INGENIERO CIVIL CIP 175491
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