Pontificia Universidad Católica del Ecuador

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1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador 1. DATOS INFORMATIVOS FACULTAD: INGENIERIA CARRERA: INGENIERIA CIVIL Asignatura/Módulo: ESTATICA Código: Plan de estudios: Nivel: Tercero Prerrequisitos Correquisitos: Período académico: Segundo Semestre N Créditos: 6 DOCENTE. Nombre: HERNAN PATRICIO TORRES MORA Grado académico o título profesional: INGENIERO CIVIL MASTER OF SCIENCE EN ING. CIVIL Breve reseña de la actividad académica y/o profesional: INGENIERIA ESTRUCTURAL Indicación de horario de atención al estudiante: Teléfono: Ext. 1212, Celular DESCRIPCIÓN DEL CURSO (Señalar naturaleza, propósito y grandes temas) Es un curso que busca desarrollar en el estudiante la capacidad de analizar cualquier problema de estática fuerzas aplicadas sobre un cuerpo con énfasis en temas de Ingeniería Civil, aplicando para su solución los principios básicos del equilibrio estático. Incluye los siguientes temas: Principios generales. Estática de partículas. Sistema de fuerzas equivalentes. Fuerzas distribuidas, centros de gravedad y centroides. Equilibrio de cuerpos rígidos. Análisis de estructuras: Armaduras: fuerzas internas axiales. Vigas: cargas, fuerza cortante y momento flector, relaciones y diagramas. 3. OBJETIVO GENERAL Capacitar al estudiante para el análisis de cualquier problema de equilibrio estático de fuerzas (en el plano y en el espacio), actuando sobre partículas y cuerpos rígidos, empleando los métodos vectorial y geométrico escalar, aplicando procesos deductivos e inductivos en forma lógica y sencilla. Se incluye la aplicación al análisis de estructuras (armaduras y vigas) isostáticas determinando en el diagrama de cuerpo libre, el equilibrio entre las cargas aplicadas y las reacciones en los apoyos, así como las fuerzas internas (axial, cortante y flexión) en cada elemento.

2 Pontificia Universidad Católica del Ecuador 4. RESULTADOS DE Al finalizar el curso, el estudiante estará en capacidad de Nivel de desarrollo de los resultados de aprendizaje Inicial / Medio / Alto 1. Reducir un sistema de fuerzas puntuales y distribuidas a una sola fuerza resultante con ubicación específica. 2. Resolver problemas de equilibrio de cuerpos rígidos aplicando las ecuaciones de equilibrio estático. 3. Determinar la ubicación del centroide de una sección y del centro de gravedad de un cuerpo. 4. Determinar las fuerzas internas axiales en los elementos de una armadura por los métodos de los nudos y de las secciones. 5. Determinar las fuerzas internas de corte y momento en vigas por el método de las secciones y formular sus ecuaciones que puedan graficarse, aplicando las relaciones entre carga, corte y momento. Medio Medio Alto Alto Alto

3 SEMANA Teóricas Prácti -cas Tutoría N de horas Valora ción Pontificia Universidad Católica del Ecuador 5. RELACIÓN CONTENIDOS, ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RESULTADOS DE CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) N HORAS CLASES TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA RESULTADOS DE EVIDENCIAS Descripción CAPITULO 1: PRINCIPOS GENERALES La Estática como parte de la Mecánica. Leyes de Newton Condiciones de equilibrio de los cuerpos. Ecuaciones vectoriales y escalares Sistemas de fuerzas. Fuerza resultante. Momento resultante Procedimiento general para el análisis de problemas de equilibrio. CAPÍTULO 2: ESTÁTICA DE PARTÍCULAS Condiciones para el equilibrio de una partícula Partículas sometidas a un sistema de fuerzas coplanares Partículas sometidas a un sistema de fuerzas en el espacio Problemas de equilibrio de partículas Programa de la materia y cronograma de actividades definiciones sobre Equilibro de Partículas sobre Equilibrio de Partículas en el plano y en el espacio 8 10 Clase magistral dialogada Lluvia de ideas Trabajo grupal Estudio individual Visitas de observación Búsqueda y análisis de información Talleres de solución de problemas. 1. Reducir un sistema de fuerzas puntuales y distribuidas a una sola fuerza resultante con ubicación específica. 2. Resolver problemas de equilibrio de cuerpos rígidos aplicando las ecuaciones de equilibrio estático. 3. Determinar la ubicación del centroide de una sección y del centro de gravedad de un cuerpo. 4. Determinar las fuerzas internas axiales en los elementos de una armadura por los métodos de los nudos y de las secciones. 5. Determinar las fuerzas internas de corte y momento en vigas por el método de las secciones y formular sus ecuaciones que puedan graficarse, aplicando las relaciones entre carga, corte y momento. Prueba No.1 7.5

4 SEMANA Teóricas Prácti -cas Tutoría N de horas Valora ción Pontificia Universidad Católica del Ecuador CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) N HORAS CLASES TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA RESULTADOS DE EVIDENCIAS Descripción CAPÍTULO 3: SISTEMAS DE FUERZAS EQUIVALENTES Cuerpo rígido. Efectos de una fuerza sobre un cuerpo rígido. Condiciones de equivalencia de los sistemas de fuerzas y momentos Momento de una fuerza con respecto a un punto y con respecto a un eje. Teorema de Varignon Momento de un par. Pares equivalentes Descomposición de una fuerza en una fuerza y de un sistema de fuerzas en una fuerza y un par Reducción de un sistema fuerza-par a una fuerza única. CAPÍTULO 4: FUERZAS DISTRIBUIDAS. CENTROS DE GRAVEDAD Y CENTROIDES Peso y centro de gravedad de un sólido bidimensional (placa delgada) Centroides de áreas y líneas. Primeros momentos de áreas y líneas Centros de gravedad y centroides de placas y alambres compuestos Carga repartida sobre vigas y placas Superficies sumergidas definiciones sobre cuerpos rígidos, Fuerzas equivalentes y efectos. sobre sistemas equivalentes de fuerzas y efectos traslacional y rotacional sobre un cuerpo rígido. definiciones sobre: Fuerzas distribuidas, resultante posición, centroide, centro de gravedad y primer momento de área. sobre fuerzas distribuidas, resultante posición, centroide, centro de gravedad y primer momento de área. Clase magistral dialogada Lluvia de ideas Trabajo grupal Estudio individual Visitas de observación Búsqueda y análisis de información Talleres de solución de problemas. 1. Reducir un sistema de fuerzas puntuales y distribuidas a una sola fuerza resultante con ubicación específica. 2. Resolver problemas de equilibrio de cuerpos rígidos aplicando las ecuaciones de equilibrio estático. 3. Determinar la ubicación del centroide de una sección y del centro de gravedad de un cuerpo. 4. Determinar las fuerzas internas axiales en los elementos de una armadura por los métodos de los nudos y de las secciones. 5. Determinar las fuerzas internas de corte y momento en vigas por el método de las secciones y formular sus ecuaciones que puedan graficarse, aplicando las relaciones entre carga, corte y momento. Prueba No. 2 Prueba No

5 SEMANA Teóricas Prácti -cas Tutoría N de horas Valora ción Pontificia Universidad Católica del Ecuador CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) N HORAS CLASES TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA RESULTADOS DE EVIDENCIAS Descripción CAPÍTULO 5: EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS Condiciones para el equilibrio de un cuerpo rígido: Diagrama de cuerpo libre Equilibrio en dos dimensiones. Tipos de apoyo y conexiones. Reacciones de los apoyos Problemas de equilibrio de cuerpos rígidos en dos dimensiones Equilibrio de sólidos sometidos a la acción de dos y tres fuerzas Equilibrio en tres dimensiones. Tipos de apoyo y conexiones. Reacciones en los apoyos Problemas de equilibrio de cuerpos rígidos en el espacio. CAPÍTULO 6: ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS: ARMADURAS: FUERZAS AXIALES Estructuras y Tipos: Generalidades Armaduras simples en el plano. Características. Método de los nudos. Aplicaciones Simplificaciones de cálculo: Simetría y nudos con condiciones especiales de carga Barras de fuerza cero. Armaduras simples en el plano. Método de las secciones definiciones sobre equilibrio de un cuerpo rígido en dos y tres dimensiones, Reacciones - apoyos. sobre equilibrio de un cuerpo rígido en dos y tres dimensiones, Reacciones - apoyos. definiciones sobre: Tipos de estructuras, tipos, fuerzas internas. Métodos de análisis (ruidos y acciones), simplificaciones, nudos con condiciones especial de carga. sobre Tipos de estructuras, tipos, fuerzas internas. Métodos de análisis (ruidos y acciones) simplificaciones, nudos con condiciones especial de carga Clase magistral dialogada Lluvia de ideas Trabajo grupal Estudio individual Visitas de observación Búsqueda y análisis de información Talleres de solución de problemas. 1. Reducir un sistema de fuerzas puntuales y distribuidas a una sola fuerza resultante con ubicación específica. 2. Resolver problemas de equilibrio de cuerpos rígidos aplicando las ecuaciones de equilibrio estático. 3. Determinar la ubicación del centroide de una sección y del centro de gravedad de un cuerpo. 4. Determinar las fuerzas internas axiales en los elementos de una armadura por los métodos de los nudos y de las secciones. 5. Determinar las fuerzas internas de corte y momento en vigas por el método de las secciones y formular sus ecuaciones que puedan graficarse, aplicando las relaciones entre carga, corte y momento. Prueba No. 4 Prueba No

6 SEMANA Teóricas Prácti -cas Tutoría N de horas Valora ción Pontificia Universidad Católica del Ecuador CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) N HORAS CLASES TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA RESULTADOS DE EVIDENCIAS Descripción CAPÍTULO 7: ANALISIS DE ESTRUCTURAS: VIGAS: FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR Fuerzas internas en elementos estructurales Diversos tipos de apoyos y cargas en las vigas Determinación de Fuerza cortante y Momentos flector en una viga. Métodos de cálculo. Relaciones entre Carga, Corte y Momento Diagramas de esfuerzos cortantes y de Momentos flectores definiciones sobre: Vigas, tipos, fuerzas internas normal, cortante y momento flector, Tipos de cargas y apoyos. Diagrama de Corte y Momento. Relaciones. sobre Vigas, tipos, fuerzas internas normal, cortante y momento flector, Tipos de cargas y apoyos. Diagrama de Corte y Momento. Relaciones Clase magistral dialogada Lluvia de ideas Trabajo grupal Estudio individual Visitas de observación Búsqueda y análisis de información Talleres de solución de problemas. 1. Reducir un sistema de fuerzas puntuales y distribuidas a una sola fuerza resultante con ubicación específica. 2. Resolver problemas de equilibrio de cuerpos rígidos aplicando las ecuaciones de equilibrio estático. 3. Determinar la ubicación del centroide de una sección y del centro de gravedad de un cuerpo. 4. Determinar las fuerzas internas axiales en los elementos de una armadura por los métodos de los nudos y de las secciones. 5. Determinar las fuerzas internas de corte y momento en vigas por el método de las secciones y formular sus ecuaciones que puedan graficarse, aplicando las relaciones entre carga, corte y momento. Prueba No

7 Pontificia Universidad Católica del Ecuador 6. METODOLOGÍA Y RECURSOS (Debe enunciarse de manera general: se refiere a las estrategias de enseñanza - aprendizaje y a los recursos didácticos que se utilizarán para alcanzar los objetivos planteados). a. METODOLOGÍA El énfasis del curso está en el correcto aprendizaje razonado de los principios de la estática y su aplicación para resolver problemas de Ingeniería Civil. Se inicia considerando aplicaciones prácticas simples para luego desarrollar los conceptos más avanzados. Los conceptos nuevos y los principios fundamentales se presentan en el contexto de aplicaciones simples. Se utilizan diagramas de cuerpo libre para resolver problemas de equilibrio y exponer la equivalencia de sistemas de fuerzas, procurando relacionar objetivamente los casos reales con la modelación analítica de los mismos. b. RECURSOS Aula, textos, pizarrón, marcadores, modelos prácticos. 7. EVALUACIÓN TIPO DE EVALUACIÓN CRONOGRAMA CALIFICACIÓN 1. PARCIAL PARCIAL PARCIAL BIBLIOGRAFÍA a. BÁSICA Bibliografía (basarse en normas APA) Beer, F., Johnston R., Mazurek D. y Eisenberg, E. (2010), Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática (9ª. Ed). México: Mc Graw Hill Interamericana. Hibbeler. R.C. (2010), Ingeniería Mecánica, Estática (12ª. Ed.) México: Prentice Hall, Pearson Educación Disponible en Biblioteca a la fecha? Sí Sí No. Ejemplares (si está disponible) 1 pero hay además varios ejemplares útiles de ediciones anteriores. 1 pero hay además varios ejemplares útiles de ediciones anteriores.

8 Pontificia Universidad Católica del Ecuador b. COMPLEMENTARIA Bibliografía (basarse en normas APA) Das, B.M. (1999), Mecánica para Ingenieros: Estática. México: Limusa Noriega Editores. Jackson, J.H. (1983), Estática y Resistencia de Materiales. México: Mc Graw Hill, Schaum. Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) Sí 1 Sí 1 c. RECOMENDADA Bibliografía (basarse en normas APA) Meriam, J.K.y Krake L.J. (2007), Mecánica para Ingenieros: Estática. Barcelona: Reverté Nelson, E.W., Best, C.l. y McLean, W.G. (2004), Mecánica Vectorial: estática y dinámica, Madrid: Mc Graw Hill. Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) Sí 1 Sí 1 d. BIBLIOTECAS VIRTUALES Y SITIOS WEB RECOMENDADOS Revisado: f) Coordinación de Docencia Fecha: Aprobado: f) Decano Por el Consejo de Facultad Fecha: Fecha:

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