Pontificia Universidad Católica del Ecuador

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1 1. DATOS INFORMATIVOS MATERIA O MODULO: Diseño de Estructuras Metálicas y de Madera CARRERA: Ingeniería Civil NIVEL: Séptimo No. CREDITOS: 4 CREDITOS TEORIA: 4 CREDITOS PRACTICA: 0 PROFESOR: Ing. Lauro Armando Lara C. SEMESTRE / AÑO ACADEMICO: Primero DESCRIPCIÓN DEL CURSO ACERO: INTRODUCCIÓN.- MIEMBROS SUJETOS A TENSIÓN.- PANDEO DE MIEMBROS.- DISEÑO DE MIEMBROS SUJETOS A COMPRESIÓN.- CONEXIONES.- DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A FLEXIÓN.- DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A ESFUERZOS DE FLEXIÓN Y CARGA AXIAL.- MADERA: INTRODUCCIÓN.-DISEÑO DE ELEMENTOS POR FLEXION.-DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESIÓN Y FLEXO COMPRESIÓN.-UNIONES EMPERNADAS. 3. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Introducir al estudiante a un conocimiento básico que le permita analizar y diseñar estructuras de acero y Madera no complejas; sin embargo en caso de ser necesario, disponga de la herramienta necesaria para que pueda ampliar, mejorar y profundizar los conocimientos sobre los temas. OBJETIVOS ESPECIFICOS - El estudiante maneje adecuadamente los Manuales de Diseño, en el proceso de Análisis y Diseño de estructuras básicas de acero. - Que el estudiante esté en capacidad de diseñar estructuras básicas en acero. - Adicionalmente, al final del curso podrá diseñar estructuras no complejas en madera. 4. CONTENIDOS

2 CAPÍTULO 1.- INTRODUCCIÓN 1.1 Diseño estructural. Definición, objetivos, etapas. 1.2 Acero, características principales: ductilidad, módulo de elasticidad, límite de proporcionalidad, punto de fluencia, módulo de endurecimiento por deformación, relación de Poisson, módulo de elasticidad de corte, soldabilidad, densidad, tenacidad, composición química. 1.3 Criterios de diseño, diseño elástico y diseño plástico. 1.4 Tipos de acero, aceros de alta resistencia, aceros al carbono, especificaciones. CAPÍTULO 2.- MIEMBROS SUJETOS A TENSIÓN. 2.1 Introducción. 2.2 Tipos de miembros adecuados para tensión, alambres, cables, varillas, barras, perfiles estructurales y miembros armados, barras de ojo y planchas unidas con pasadores. 2.3 Especificaciones de diseño, esfuerzo máximo admisible, relaciones de esbeltez. 2.4 Ejemplos de aplicación. CAPÍTULO 3.- PANDEO DE MIEMBROS 3.1 Introducción. 3.2 Modelos matemáticos para la explicación del fenómeno de pandeo. 3.3 Pandeo elástico. 3.4 Pandeo inelástico. 3.5 Pandeo de columnas de acero. CAPÍTULO 4.- DISEÑO DE MIEMBROS SUJETOS A COMPRESIÓN 4.1 Introducción. 4.2 Relación de esbeltez. 4.3 Fórmulas para columnas, especificaciones AISC. 4.4 Secciones para columnas. 4.5 Ejemplos de aplicación. 4.6 Miembros secundarios. CAPÍTULO 5.- CONEXIONES 5.1 Introducción.

3 5.2 Conexiones empernadas y con pasadores. 5.3 Conexiones soldadas, procesos de soldadura, tipos de conexiones soldadas, soldaduras a tope, soldaduras de filete, diseño de uniones soldadas. 5.4 Ejemplos de aplicación. CAPÍTULO 6.- DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A FLEXIÓN. 6.1 Introducción. 6.2 Esfuerzos de flexión. 6.3 Selección de perfiles. 6.4 Especificaciones AISC. 6.5 Vigas sin apoyo lateral. 6.6 Uso de tablas del AISC. 6.7 Esfuerzo cortante. 6.8 Aplastamiento horizontal del alma. 6.9 Pandeo vertical del alma Control de deflexiones Flexión asimétrica Placas de apoyo para vigas y columnas Ejemplos de aplicación. CAPÍTULO 7.- DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A ESFUERZOS DE FLEXIÓN Y CARGA AXIAL. 7.1 Introducción. 7.2 Cálculo de esfuerzos. 7.3 Método de diseño según AISC. 7.4 Método simplificado de diseño según AISC. 7.5 Longitudes efectivas de columnas en marcos rígidos. 7.6 Flexión y tracción axial. 7.7 Ejemplos de aplicación. CAPITULO 8.- DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE MADERA 8.1 Introducción 8.2 Esfuerzos Admisibles 8.3 Módulo de Elasticidad 8.4 Diseño de Elementos por Flexión 8.5 Procedimiento de Análisis y Diseño por Flexión 8.6 Requisitos de resistencia

4 8.7 Requisitos de serviciabilidad 8.8 Diseño de Elementos a compresión y Flexo compresión 8.9 Uniones empernadas CLASE FECHA CONTENIDO 1 Lun 03 Sep/ 07 Indicaciones generales curso. 2 Vie 07 Sep/ 07 Diseño estructural (definición, objetivos, etapas). Acero, características (ductilidad, módulos, soldabilidad, composición, densidad, tenacidad, relación de poissón). 3 Lun 10 Sep/ 07 Criterios de diseño (elástico, plástico y LRFD) Tipos de acero (alta resistencia, al carbono), especificaciones Miembros sujetos a tensión: Introducción. Miembros para 4 Vie 14 Sep/ 07 tensión (alambres, cables, varillas, barras, perfiles y miembros armados, barras de ojo y planchas unidas con pasadores) 5 Lun 17 Sep/ 07 Especificaciones de diseño, esfuerzo máximo admisible, relación de esbeltez, diseño por fatiga, Ejemplos de aplicación 6 Vie 21 Sep/ 07 Diseño de miembros a compresión axial: Pandeo de Miembros: Introducción. Modelos matemáticos. Pandeo elástico. 7 Lun 24 Sep/ 07 Primera prueba parcial. 8 Vie 28 Sep/ 07 Pandeo inelástico y pandeo en columnas de acero. Pandeo inelástico y pandeo en columnas de acero. 9 Lun 01 Oct/ 07 Relación de esbeltez. Pandeo local. Fórmulas para columnas (especificaciones AISC). Secciones para columnas. Miembros secundarios. Ejemplos de aplicación. 10 Lun 08 Oct/ 07 Segunda prueba parcial. 11 Vie 12 Oct/ 07 Diseño de miembros a flexión. Flexión simple, biaxial, pandeo lateral torsional. 12 Lun 15 Oct/ 07 Secciones gruesas, esbeltas, compactas. 13 Vie 19 Oct/ 07 Esfuerzos unitarios permisibles en flexión y por corte. 14 Lun 22 Oct/ 07 Diseño plástico. 15 Vie 26 Oct/ 07 Deflexiones, vigas con platabanda 16 Lun 29 Oct/ 07 Placas de apoyo para vigas y columnas. Ejercicios de

5 aplicación. 17 Lun 05 Nov/ 07 Ejercicios de aplicación: Viga con sección compacta 18 Vie 09 Nov/ 07 Ejercicios de aplicación: Viga con PLT 19 Lun 12 Nov/ 07 Tercera y Cuarta prueba parcial 20 Vie 16 Nov/ 07 Ejercicios de aplicación: Viga por diseño plástico y platabandas. 21 Lun 19 Nov/ 07 Diseño por flexo-compresión: Introducción. Método empírico 22 Vie 23 Nov/ 07 Método de la carga equivalente, Ejercicios de aplicación. 23 Lun 26 Nov/ 07 Quinta prueba parcial 25 Vie 30 Nov/ 07 Conexiones: empernadas, tipos de pernos estructurales, tipos de juntas. 26 Lun 03 Dic/ 07 Juntas con cargas excéntricas, Esfuerzos permisibles 27 Vie 07 Dic/ 07 Ejercicios de aplicación de conexiones empernadas. 28 Lun 10 Dic/ 07 Conexiones soldadas, Procesos de soldadura. Tipos de conexiones soldadas. Soldaduras a tope. Soldaduras de filete. 29 Vie 14 Dic/ 07 Conexiones soldadas, diseño de uniones soldadas, ejemplos de aplicación. 30 Lun 17 Dic/ 07 Introducción, Esfuerzos Admisibles, Módulo de elasticidad 31 Vie 04 Ene/ 08 Diseño de Elementos por Flexión, Requisitos de resistencia 32 Lun 07 Ene/ Vie 11 Ene/ 08 Diseño de Elementos por Flexión, Requisitos de servicialidad Relación de esbeltez clasificación de columnas, Requisitos de resistencia 33 Lun 14 Ene/ 08 Examen final 5. METODOLOGÍA Y RECURSOS La metodología del curso contempla la realización de clases magistrales donde se presentarán los principios fundamentales y se propondrán ejercicios de aplicación que se enfoquen en el campo de la ingeniería civil, con la ayuda de Códigos y Manuales.

6 6. EVALUACIÓN 6.1. CRONOGRAMA DE EVALUACIONES: EXAMEN FECHA 1 Lunes 24 Septiembre de Lunes 08 de Octubre de Lunes 12 Noviembre de Lunes 12 Noviembre de Lunes 26 Noviembre de Lunes 14 de Enero de SISTEMA DE CALIFICACIONES: PRIMERA NOTA: EXAMEN 1: 40% = 6.0 EXAMEN 2: 60% = 9.0 TOTAL: 100% = 15,0 SEGUNDA NOTA: EXAMEN 3: 40% = 6.0 EXAMEN 4: 60% = 9.0 TOTAL: 100% = 15,0 TERCERA NOTA: EXAMEN 5: 40% = 8,0 EXAMEN 6: 60% = 12,0 TOTAL: 100% = 20, FECHA DE ENTREGA DE CALIFICACIONES EN SECRETARÍA: NOTA FECHA 1 Lunes 15 de Octubre de Lunes 19 Noviembre de Lunes 21 de Enero de BIBLIOGRAFÍA

7 Textos de Referencia: MANUAL OF STEEL CONSTRUCTION. AISC. Eighth Edition DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO. Bresler, Lin, Scalzi. Novena Reimpresión DISEÑO DE ACERO ESTRUCTURAL. Joseph Bowles DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO. Mc. Cormac ESTRUCTURAS DE ACERO Y MADERA. Análisis y Diseño. Stanley W, Crawley, Robert. Dillon DISEÑO ESTRUCTURAS DE MADERA, Harry Parker Textos Recomendados: DISEÑO BASICO DE ESTRUCTURAS DE ACERO. Bruce Johnston, FJ Lin, TVCalambos. MANUAL DE DISEÑO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO MANUAL DE LA CONSTRUCCION EN ACERO-DEP, IMCA, A.C. 8. DATOS DEL PROFESOR Nombre: Lauro Armando Lara C. Oficina PUCE: Laboratorio de Materiales Extensión: 1290 Mail: llara@puce.edu.ec Celular: Horario atención estudiantes: Lunes, Martes, Miércoles y Jueves: de 13:00 a 14:00 Viernes: 10:00 a 13:00 Aprobado: Por el Consejo de Escuela: Por el Consejo de Facultad: f) Director Escuela f) Decano Fecha: Fecha: