Silabo Analisis Estructural I Ucp.docx

VICERRECTORADO ACADÉMICO

SILABO I.

DATOS GENERALES 1.1. Programa Académico 1.2. Asignatura 1.3. Código 1.4. Prerrequisito 1.5. Semestre Académico 1.6. Ciclo Académico 1.7. Área Curricular 1.8. Créditos 1.9. Horas de Clase 1.10. Condición 1.11. Característica o Naturaleza 1.12. Duración 1.13. Docente (s)

: Ingeniería Civil : Análisis Estructural I : 000070325 : Mecánica de Materiales II : 2018-II : VII : Estudios Especialidad :4 : HP 32 – HT 48 Th 804 : Obligatorio : Teórico- Práctico : 16 semanas : Gilberto Aliaga Atalaya [email protected]

II.

SUMILLA El curso se caracteriza por ser teórico – práctico, y tiene como propósito desarrollar los conceptos la ingeniería estructural y el uso de modelos estructurales en forma lógica y racional e indicar claramente las condiciones bajo las cuales puedan aplicarse al análisis y diseño de estructuras ingenieriles reales. El curso comprende el estudio de: Introducción al análisis de estructuras estáticamente indeterminadas. Método de análisis de fuerza o de flexibilidad. Método de análisis de desplazamiento o rigidez. Método de las ecuaciones pendientedeflexión. Método de distribución de momentos. Líneas de influencia

III.

COMPETENCIA Realiza el análisis de estructuras estáticamente indeterminadas para determinar su respuesta ante diversas condiciones de carga representando gráficamente las deformaciones y las fuerzas de sección en estructuras.

IV.

CAPACIDADES  Comprende los principios fundamentales del análisis estructural utilizado para resolver sistemas hiperestáticos.  Aplica los principios básicos del método de flexibilidades para resolver estructuras estáticamente indeterminadas.  Aplica los principios básicos del método de rigideces para la solución de estructuras estáticamente indeterminadas.  Aplica el método de las ecuaciones pendiente-deflexión para el análisis de vigas y pórticos planos.  Aplica el método de distribución de momentos para el análisis de vigas y pórticos planos.  Aplica el concepto de líneas de influencia para calcular los efectos máximos en elementos sometidos a cargas móviles.

V.

PROGRAMACION DE CONTENIDOS

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I UNIDAD DIDÁCTICA

: I. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS ESTÁTICAMENTE INDETERMINADAS, MRTODOD DE ANÁLISIS DE FUERZA Y DESPLAZAMIENTO CAPACIDAD : DURACIÓN : 8 semanas INICIO : TÉRMINO: DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS

CONTENIDOS SEMANAS

FECHA

ACTIVIDADES CONCEPTULES

1 1

2

3 2 4

1.1 Introducción. Proceso del diseño estructural. Objetivo del análisis estructural. Elementos estructurales y no estructurales. Clasificación de las estructuras.

1.2 Principios e hipótesis fundamentales del análisis estructural. Indeterminación estática. 1.3 Métodos generales de análisis de estructuras Estáticamente indeterminadas. Indeterminación cinemática 1.4 Método de análisis de fuerza. Introducción. Descripción del método. Generalización del método.

PROCEDIMENTALES  Reconocen los sistemas estructurales.  Determina la estabilidad e indeterminación estática.  Determina los grados de indeterminación cinemática  Investiga sobre los sistemas estructurales más usados.  Investiga sobre las cargas a las cuales están sometidas las estructuras  Investiga sobre los grados de indeterminación estática y cinemática.   Reconocen las bases e hipótesis del análisis estructural y las  Reconocen los métodos clásico y modernos para el análisis de estructuras  Comprende fundamentos del método fuerza y expone la generalización del método.

ACTITUDINALES

Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador. Muestra interés y entusiasmo al manejo de información de los principios e hipótesis fundamentales del análisis estructural. Demuestra interés en la estabilidad y determinación de las estructuras.

 Recojo de saberes previos.  Presentación del propósito y exposición de los contenidos.  Resuelven problemas sobre el grado de indeterminación  Demuestran sus aprendizajes sobre estabilidad y determinación de una estructura.

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CONTENIDOS UNIDAD DIDACTICA

SESIÓN FECHA

CONCEPTULES

5

1.5 Estructura liberada y sistema de coordenadas. Análisis para cargas diferentes

6

1.6 Análisis para efectos ambientales. Efecto del desplazamiento de apoyos. .

7

1.7 Efecto de variaciones de temperatura

8

1.8 Los cinco pasos del método. Análisis de estructuras simétricas y antisimétrica

9

1.9 Determinación de los desplazamientos

10

1.10 Efecto de las fuerzas axiales. Solución de ejemplos con computadora

11

1.11 Método de análisis de desplazamiento. Introducción. Descripción del método. Grado de indeterminación cinemática y sistema de coordenadas.

12

1.12 Generalización del método de desplazamiento. Cinco pasos del método.

3

4

5

6

PROCEDIMENTALES  Soluciona la estructura liberada, genera la matriz de flexibilidad, plantea las ecuaciones de compatibilidad y determina las redundantes.  Encuentra la respuesta de una estructura estáticamente indeterminada aplicando el método de fuerza.  Aplica el método para el análisis de una estructura solicitada por cargas diferentes.  Aplica el método de fuerza a estructuras solicitadas por acciones diferentes a las cargas  Aplica el método de fuerza a estructuras sometidas a acciones térmicas  Establece los cinco pasos fundamentales del método de fuerza  Aprovecha la simetría en el análisis de estructuras  Extiende el método del trabajo virtual para calcular desplazamientos en estructuras hiperestáticas  Usa la computadora para analizar una estructura

 Introducción. Descripción del método. Grado de indeterminación cinemática y sistema de coordenadas.  

Generaliza el método de desplazamiento Establece los pasos del método: Soluciona el problema primario, genera la matriz de rigidez, plantea las ecuaciones de equilibrio y obtiene los desplazamientos  Encuentra la respuesta de la estructura

ACTITUDINALES

 Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador  Muestra interés y entusiasmo al manejo de información del método de análisis de fuerza y su aplicación en el cálculo de estructuras estáticamente indeterminadas.

Estrategias Metodológicas

 Recojo de saberes previos.  Presentación del propósito y exposición de los contenidos.  Realizan actividades sobre el método de análisis de fuerza.  Desarrollan todos los pasos del método de análisis de fuerza  Demuestran sus aprendizajes sobre el método de análisis de fuerza.  Exponen y presentan un trabajo

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CONTENIDOS UNIDAD DIDACTICA

SESIÓN FECHA

CONCEPTULES

13

1.13 Análisis para diferentes estados de carga. Análisis para efectos ambientales.

14

1.14 Análisis para efectos de desplazamiento en las coordenadas.

15

1.15 Análisis de estructuras simétricas y antisimétricas.

7

PROCEDIMENTALES  Aplica el método de rigidez al análisis estructuras solicitadas movimiento de apoyos, variación de temperatura y errores de montaje. .  Obtiene la respuesta de la estructura para desplazamiento en las coordenadas  . Obtiene ventajas en el análisis de estructuras simétricas  Resuelve la evaluación parcial sobre los contenidos de la primera unidad

8 16

1.16 .Evaluación parcial de los contenidos de la unidad I

UNIDAD DIDÁCTICA II

ACTITUDINALES  Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador  Muestra interés y entusiasmo al manejo de información del método de análisis de desplazamiento y su aplicación en el cálculo de estructuras estáticamente indeterminadas.

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS  Recojo de saberes previos.  Presentación del propósito y exposición de los contenidos.  Realizan actividades sobre el método de análisis de desplazamiento.  Desarrollan todos los pasos del método de análisis de desplazamiento  Demuestran sus aprendizajes sobre el método de análisis de desplazamiento.  Presentan y exponen trabajo

: APLICACIONES DEL METODO DE RIGIDEZ: ECUACIONES PENDIENTE DEFLEXIÓN Y DISTRIBUCION DE MOMENTO; LINEAS DE INFLUENCIA CAPACIDAD : DURACIÓN : 8 semanas INICIO : TÉRMINO: DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS

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CONTENIDOS SEMANA

SESIÓN FECHA

17 9 18

19 10

ACTIVIDADES CONCEPTULES 2.1 Método de las ecuaciones pendientedeflexión. Notación y convención de signos. Ecuación pendientedeflexión para un miembro recto prismático. Ecuaciones de equilibrio. 2.2 Procedimiento general del método de las ecuaciones pendiente-deflexión. Aplicación al análisis de estructuras con solo rotaciones en los nudos 2.3 Aplicación al análisis de estructuras con traslaciones en los nudos. Grado de libertad traslacional.

20

2.4 Aprovechamiento de la simetría para el análisis de vigas y pórticos planos.

21

2.5 Estructuras con miembros inclinados. Diagrama de desplazamientos

11 22

22 12 23

2.6 Método de distribución de momentos. Introducción, Notación y convención de signos. Procedimiento de distribución de momentos para estructuras sin traslación de nudos 2.7 Rigidez rotacional de extremo ajustada para miembros prismáticos. Distribución de momentos para pórticos con desplazamiento lateral. 2.8 Distribución de momentos en estructuras con miembros inclinados.

PROCEDIMENTALES

ACTITUDINALES

 Usa los fundamentos del método de desplazamiento para deducir las ecuaciones pendiente deflexión y distribución de momentos.  Encuentra la respuesta de una estructura sin traslación de nudos aplicando el método de las ecuaciones pendiente-deflexión  Resuelve estructuras con grado de libertad traslacional  Aplica el método de las ecuaciones pendiente deflexión al análisis de estructuras simétricas.  Aplica el método de las ecuaciones pendiente deflexión al análisis de estructuras simétricas  Encuentra la respuesta de una estructura sin traslación de nudos aplicando el método de distribución de momentos  Simplifica el procedimiento de distribución de momentos usando rigideces rotacionales modificadas y lo aplica  Resuelve estructuras con miembros inclinados con distribución de momentos

 Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador  Demuestra interés y entusiasmo en las aplicaciones del método de rigidez, mediante aproximaciones sucesivas:

 Recojo de saberes previos.  Presentación del propósito y exposición de los contenidos.  Realizan actividades sobre los métodos de pendientedeflexión y distribución de momentos.  Desarrollan los métodos de pendiente-deflexión y distribución de momentos.  Demuestran sus aprendizajes sobre el los métodos de pendiente-deflexión y distribución de momentos  Presentan y exponen trabajo

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CONTENIDOS UNIDAD DIDACTICA

SESIÓN FECHA

ACTIVIDADES CONCEPTULES

PROCEDIMENTALES  Aprovecha la simetría para y resuelve estructuras simétricas y

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2.9 Análisis de estructuras simétricas

25

2.10 Líneas de influencia Introducción. Definiciones. Notación y convención de signos. Aplicación de las líneas de influencia

25

2.11 Método estático para la construcción de líneas de influencia. Líneas de influencia para vigas simples.

26

2.12 Principio de Müller-Breslau. Procedimiento para obtener líneas de influencia. Estructuras con carga indirecta. Líneas de influencia para armaduras

13

14





 Desarrolla el método estático para determinar las líneas de influencia

 Usa los conceptos de energía para demostrar el principio de Müller-Breslau.  Aplica el método estático y de energía par hallar líneas de influencia en armaduras

27

2.13 Líneas de influencia para estructuras estáticamente indeterminadas. Viga doblemente empotrada. Líneas de influencia para pórticos planos..

28

2.14 Líneas de influencia para desplazamientos.

29

2.15 Construcción de líneas de influencia usando computadora

30

2.16 Evaluación final

 Resuelve la evaluación final sobre los contenidos de todo el curso

16



 Entienden el concepto y las aplicaciones y usos de las líneas de influencia

 Usa el principio de Müller-Breslau. Para halla la líneas de influencia en estructuras estáticamente indeterminadas  Aplican los fundamentos teóricos para determinar líneas de influencia de desplazamientos.  Usa la computadora para analizar una estructura  Usa el principio de Müller-Breslau. Para halla la líneas de influencia en estructuras estáticamente indeterminadas  Aplican los fundamentos teóricos para determinar líneas de influencia de desplazamientos.  Construye líneas de influencia de cualquier estructura usando los fundamentos teóricos con asistencia de programas de cómputo

15

ACTITUDINALES

 Participa activamente en clases, demostrando liderazgo, pensamiento crítico, estratégico e innovador  Demuestra interés y entusiasmo en las aplicaciones del método de rigidez, mediante aproximaciones sucesivas:

 Recojo de saberes previos.  Presentación del propósito y exposición de los contenidos.  Realizan actividades sobre los métodos de pendiente-deflexión y distribución de momentos.  Desarrollan los métodos de pendiente-deflexión y distribución de momentos.  Demuestran sus aprendizajes sobre el los métodos de pendiente-deflexión y distribución de momentos  Presentan y exponen trabajo

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VI.

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Cómo se desarrollan los contenidos del aprendizaje  Exposición oral y dialogo  Exposición audiovisual  Ejercicios dentro de clase  Ejercicios fuera del aula  Uso de software especializado  Lecturas obligatorias  Trabajos de investigación  Búsqueda especializada en internet  Uso de redes sociales con fines académicos

VII.

MATERIALES DIDACTICOS  Pizarra.  Marcador  Textos de ingeniería mecánica  Textos especializados  Multimedia  Esquema de proyecto de investigación  Informes de proyectos de investigación

VIII.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE TÉCNICAS DE EVALUACIÓN INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN 1. Observación sistemática Lista de Cotejo, Escala de Actitudes, Guía de Observación 2. Sistemas orales, exposición, Lista de Cotejo, Guía de Observación dialogo, debate. 3. Ejercicios prácticos Lista de Cotejo, Mapa conceptual, mapa mental, análisis de casos, resumen, ensayos, practicas calificadas 4. Pruebas escritas Prueba de desarrollo, pruebas objetivas

IX.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN La evaluación es permanente en base a los siguientes criterios y valoración. La evaluación de cada unidad didáctica comprende: Evaluación de los contenidos conceptuales (EC)

30%

Evaluación de los contenidos procedimentales

(EP)

30%

Evaluación de los contenidos actitudinales

(EA)

20%

Evaluación de investigación formativa

(EIF)

10%

Evaluación de investigación social

(EPS)

5%

Evaluación de extensión universitaria

(EEU)

5%

% TOTAL

100%

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El promedio de cada unidad didáctica (PU)es el promedio ponderado de las evaluaciones realizadas durante la unidad y la fórmula para obtenerlo es el siguiente: 𝑷𝑼 = 𝑬𝑪 × 𝟎. 𝟑𝟎 + 𝑬𝑷 × 𝟎. 𝟑𝟎 + 𝑬𝑨 × 𝟎. 𝟐𝟎 + 𝑬𝑰𝑭 × 𝟎. 𝟏𝟎 + 𝑬𝑷𝑺 × 𝟎. 𝟎𝟓 + 𝑬𝑬𝑼 × 𝟎. 𝟎𝟓

El PROMEDIO FINAL de la asignatura es el resultado redondeado al mayor y se obtiene mediante la sumatoria de los promedios de la PRIMERA UNIDAD y SEGUNDA UNIDAD dividiendo entre dos (2). La fórmula para obtenerlo es el siguiente:

𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂 𝐹𝐼𝑁𝐴𝐿 ( x ) =

x 𝐼𝑈 + x 𝐼𝐼𝑈 2

La calificación mínima para aprobar la asignatura será de 10.5, redondeado es 11 (once) Asistir como mínimo el 70% de clases efectivas.

X.

BIBLIOGRAFIA Biaggio G. (1970). Análisis estructural. Departamento de Estructuras y Construcción. Universidad Nacional de Ingeniería. Cuevas, O. M. G. (2002). Análisis estructural. Editorial Limusa. González O. (2007). Análisis estructural. Editorial Limusa, S.A. de C.V. Grupo Noriega Editores. México. 584 p. Hibbeler R.C. (2010). Análisis estructural. Tercera edición. Pearson. Prentice Hall. Kassimali, A. (2009). Structural analysis. Cengage Learning. Laible, J. P. (1988). Análisis estructural. McGraw-Hill. MacLeod, I. A. (2005). Modern structural analysis: Modelling process and guidance. Thomas Telford Services Limited. McCormac, J. (2016). Análisis de estructuras-métodos clásico y matricial. Alfaomega Grupo Editor. Piralla, R. M., & Meli, R. (2001). Diseño estructural. Editorial Limusa. Tena A. (2007). Análisis de estructuras con métodos matriciales. Editorial Limusa, S.A. de C.V. México. 560 p.