PROGRAMA ANALITICO MECANICA DE LOS MATERIALES II (CIV 374)

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1 1. IDENTIFICACION UNIVERSIDAD AUTÓNOMA GABRIEL RENÉ MORENO PROGRAMA ANALITICO MECANICA DE LOS MATERIALES II (CIV 374) Asignatura MECANICA DE LOS MATERIALES II Código de asignatura(sigla) CIV 374 Semestre 6 Prerrequisitos CIV 302 Horas semanal (HS) HT 4 HP 3 LAB THS 7 Créditos (CR) 5 Período académico II 2011 Docente Juan Tomas Justiniano Vaca 2. JUSTIFICACION El ingeniero civil trabaja en el oficio del diseño poli geométrico, cálculo de dimensiones, cálculo de costos a priori (presupuesto), construcción y administración de obras civiles en general, para que un profesional pueda cumplir con estas tareas la carrera de ingeniería civil de la U.A.G.R.M. ofrece a su región, al país y a formandos extranjeros una formación integral con tres áreas de mención u orientación del ejercicio profesional: Orientación o mención en Cálculo de Estructuras y Construcción de obras civiles, en Vialidad más Transportes y en Hidráulica - Sanitaria. Los temas que se tratan en la materia de Mecánica de los Materiales son formativos, aplicativos e informativos a todos los materiales de construcción en general que existen y se aplican a la formación integral del ingeniero civil en las tres orientaciones o menciones de formación. Los temas que se tratan en Mecánica de los materiales tienen por objetivo final garantizar que un material de construcción simple o compuesto sea capaz de soportar las perturbaciones externas sean mecánicas, químicas o físicas en general ofreciendo deformaciones admisibles sin desconfigurarse súbitamente, ser capaces de resistir y transmitir esfuerzos y finalmente servir a un fin específico en la construcción de obras civiles en general. En este sentido la mecánica de los materiales trata la distribución de esfuerzos internos, su capacidad de trabajo interno o sea su capacidad de deformación interna, su capacidad de resistir un esfuerzo y finalmente la capacidad de transmitir este esfuerzo en forma ordenada de forma tal permita modelar matemáticamente su comportamiento; así tratamos en los primeros capítulos la conformación de un esqueleto estructural que recibirá la perturbación, la soportara y la transmitirá a otros elementos de la misma estructura y para cada uno de esos elementos la distribución de una causa externa de perturbación en tensiones internas en diferentes planos, los modelos matemáticos para las tensiones en cualquier fibra así como la deformación que ocurre en dicha fibra creando dos criterios de verificación y dimensionamiento de estos elementos, por capacidad de trabajo y por resistencia. Por su aplicación estos elementos estructurales se definen como vigas, soportes, tensores, ménsulas, etc. Y en todos los capítulos de la materia Mecánica de los materiales se debe garantizar el dimensionamiento de los mismos para soportar las causas externas de perturbaciones normales de aplicación durante la vida útil de la obra civil.

2 De tal forma que la materia de Mecánica de Materiales es pues requisito indispensable para el trato en las materias a seguir de materiales de construcción en todos los áreas de la construcción de obras civiles sean estas de Hormigón simple, armado, pretensado o pos tesado; de materiales metálicos en general, de maderas, de cerámicas, piedras o suelos en general para ser aplicado en obras hidráulicas y sanitarias en general, carreteras, puentes, túneles, vados, edificios en general, reservorios, hornos, altos hornos, Naves industriales, etc. 3. OBJETIVOS GENERALES Definir los elementos estructurales de materiales de construcción resistentes en una obra civil. Estudiar, analizar y determinar el comportamiento de elementos estructurales sometidos a causas externas de perturbación de esfuerzos combinados, tanto en el campo de la resistencia del material como de su deformación. Conocer y aplicar las teorías y métodos de modelos matemáticos de la resistencia de materiales y de la deformación de los cuerpos como parte fundamental en el análisis estructural. Calcular y diseñar y comprobar elementos y sistemas estructurales rígidos y elásticos estables capaces de soportar las distintas acciones y funciones de transmisión de fuerzas durante la vida útil de una obra civil. Equilibrar elementos lineales simples superabundantemente sustentados en el campo de la mecánica estática con ecuaciones hiperestáticas. 4. TEMATICO UNIDAD I: INTRODUCCION DURACION: 7 HORAS Introducir al estudiante formando a los conceptos básicos de una edificación, de su función y sus elementos. Que un estudiante sea capaz de diferenciar específicamente una viga de un soporte y estar consciente de su función. Presentación del Docente y su currículo. Entrega del Programa analítico, explicación del sistema de evaluación de la materia y el cronograma de avance y de exámenes. PRESENTACION DE PROGRAMA DE LA MATERIA Y DEL DOCENTE - Presentación del docente. - Entrega y explicación del Programa analítico de la materia. - Explicación sobre la metodología de evaluación. - Entrega del cronograma de actividades.

3 INTRODUCCION A ESTRUCTURAS 1. DEFINICIONES DE ELEMENTOS DE ESTRUCTURAS 1.1. Edificios y edificaciones Esqueleto estructural y esquema estructural Elementos de alma llena Elementos lineales Vigas Soportes Tensores Ménsulas Losas Cerramientos Plateas Elementos de sujeción rígidas Elementos de sujeción elásticas. UNIDAD II: DEFORMACIONES TIEMPO: 28 Horas Calcular deformaciones en elementos lineales isostáticamente sustentadas sometidas a flexión simple y pura. Analizar los diferentes métodos matemáticos y físicos que existen para el cálculo de deformaciones por flexión simple y pura. Trabajar en el cálculo de deformaciones en elementos lineales con cargas típicas y no típicas. Crear una tabla de deformaciones en vigas sometidas a flexión con cargas típicas. Reafirmar los conceptos de geometría de masas, fuerzas y tensiones internas de cualquier elemento lineal sometido a cualquiera causa externa de perturbación con soluciones matemáticas generales y prepararse así para el uso de materiales de construcción en las materias de Hormigón, Maderas, Metálicas y otros. 1. DEFORMACIÓN ELÁSTICA 1.1. Deformaciones en la flexión simple y pura. Curvatura de la línea elástica deformada Ecuación de curvatura de una sección Método de la ecuación diferencial. Ecuación Universal Método del área de momentos. Mohr Método físico por energía de deformación Teorema de Castigliano Desplazamientos generalizados Vigas de inercia variable.

4 UNIDAD III: SISTEMAS HIPERESTÁTICOS SIMPLES DURACION: 28 Horas Enunciar el significado de un elemento lineal superabundantemente sustentado sometido a una causa cualquiera de perturbación externa. Definir una ecuación hiperestática en el plano. Enunciar los métodos para plantear ecuaciones hiperestáticas aplicado a elementos lineales. Certificar el equilibrio en el plano de un elemento superabundantemente sustentado por el método de las deformaciones y resolver problemas en elementos lineales simples. Determinar tensiones y deformaciones en elementos hiperestáticos simples. 1. Definición de ecuación hiperestática en un elemento superabundantemente sustentado en el plano y los diferentes métodos para plantear una ecuación hiperestática. 2. Método de la deformación para elementos lineales simples Viga simple empotrada Viga empotrada-articulada Viga doblemente empotrada. 3. Vigas Continuas 3.1. Ecuación de los Tres Momentos o de Clapeyron. 4. Calculo de tensiones internas en un elemento hiperestático simple 5. Calculo de deformaciones en un elemento hiperestático simple. UNIDAD IV: FLEXIÓN COMPUESTA DURACION: 21 Horas Combinar las tensiones internas reaccionantes a una causa de perturbación externa cualquiera definiendo las Diferentes tensiones combinadas. Definir la Flexión Compuesta General aplicado a elementos lineales en todos sus dominios. Dimensionar elementos lineales sometidos a Flexión Compuesta General por el criterio de la resistencia del material que lo compone. Comprobar elementos lineales dimensionados sometidos a Flexión Compuesta General por el Criterio de la resistencia del material que lo compone. 1. ESFUERZO NORMAL EXCENTRICO O COMBINADO CON FLEXION 1.1. Generalidades Flexión compuesta normal Flexión compuesta oblicua Dominios de la flexión compuesta general Ecuación general de flexión compuesta.

5 1.6. Ecuación de la línea neutra Determinación de las tensiones Aplicaciones Núcleo central de la sección.

6 UNIDAD V: DIMENSIONAMIENTO DE SOPORTES DURACION: 21 Horas Dimensionar y comprobar un elemento lineal sometido predominantemente a compresión. Uso de los dos criterios básicos de dimensionamiento y comprobación. Aplicar el criterio de la resistencia del material usando como modelo matemático la ecuación de la Flexión Compuesta General. Aplicar el criterio de la capacidad de trabajo. Verificar obligatoriamente un soporte por el criterio de la estabilidad elástica. Redimensionar un soporte por el criterio de la estabilidad elástica. Aplicar secciones simples y compuestas en los soportes, con inercia constantes e inercias variables. 1. ESTABILIDAD ELASTICA DE SOPORTES 1.1. Criterios de diseño de soportes Criterio de la resistencia del material usando la ecuación general de Flexión Compuesta Criterio de la capacidad de trabajo Estabilidad Elástica. Ecuación de Euler Inestabilidad Elástica (PANDEO) Carga critica Aplicación con pandeo en distintas condiciones de los extremos en secciones típicas y compuestas Aplicación en pandeo con carga excéntrica en secciones típicas y compuestas Soportes de sección variable. UNIDAD VI: CARGAS DINÁMICAS O DE IMPACTO DURACION: 7 Horas Calcular la energía dinámica de una masa que cae una altura h por efecto de la gravedad. Determinar el coeficiente de impacto de la masa estática respecto de la que misma masa que cae una altura h, sobre una masa infinita. Calcular el coeficiente de impacto de la masa m que cae h sobre un elemento generando esfuerzo normal y esfuerzo de flexión. Convertir una fuerza de impacto en una fuerza estática aplicando los coeficientes de impacto. 1. ENERGIA DINAMICA Y COEFICIENTE DE IMPACTO 1.1. Energía dinámica de una masa m al caer h por gravedad Coeficiente de impacto para convertir la masa m con su energía dinámica en masa M estática.

7 2. COMPARACIÓN DEL EFECTO DE CARGAS ESTÁTICAS Y DINÁMICAS 2.1. Distribución de tensiones en una barra con carga axial 2.2. Efecto de la distribución de tensiones en una viga 5. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA La metodología de proceso enseñanza aprendizaje se apoya en el nuevo paradigma pedagógico humanista y se apoyara en la investigación del conocimiento por parte del aprendiz y el docente es un facilitador de medios de información y de conocimiento. Bajo este criterio pedagógico las clases en las aulas tratara las siguientes actividades: Solicitud de parte del docente a investigación previo al tratamiento de un tema específico. Exposiciones del docente del tema investigado por los aprendices con uso de pizarrón, apoyo del proyector multimedia con proyección de videos, imágenes, etc. Preguntas y respuestas del docente a los aprendices y viceversa con control de lectura sobre el tema tratado. Resumen del tema tratado que servirá como apunte de clases del aprendiz. Trabajos prácticos a desarrollar en grupo por parte del aprendiz y que será entregado individualmente. Estudio de casos. Trabajos de Investigación La investigación a realizar será usando los medios de información existentes como ser libros en físico en la biblioteca, revistas, internet, videos, etc. De donde es obligatorio la presentación de una conclusion personal. Presentación de Trabajos Prácticos individuales. Visitas al Laboratorio de Materiales de Construcción: Visita en conjunto para conocer la composición y forma de funcionamiento de los laboratorios de materiales de construcción. Sus principales componentes y análisis de ensayos a considerar para el futuro en la materia. 6. CRONOGRAMA

8 Tema Hrs Tema 1 7 Tema 2 28 Tema er. Ex. Parc. Tema 4 21 Tema 5 21 Tema 6 7 2do. Ex. Prac Ex. Final 2da. Instancia Semanas/días EVALUACIÓN La evaluación se realizara siguiendo los parámetros que a continuación se describen. ITEM DESCRIPCIÓN PROCENTAJE TEMAS 1 Primer examen parcial 20% Unidades 1,2,3 2 Segundo examen parcial 20% Unidades 4, 5,6 3 Trabajos de investigación Asistencia y entrega de prácticos 5 % 5 % Aplicación de la materia. Evaluación Docente 5 % 4 Examen Final 45 % Todas las Unidades 1) Primer examen parcial La evaluación del primer examen teórico - práctico parcial tendrá 3 componentes: a) Teórico, conceptual b) Razonamiento lógico en la resolución de problemas reales referente a modelado de datos c) Práctico con problemas con o sin aplicación de herramientas computacionales. 2) Segundo examen parcial La evaluación del segundo examen teórico práctico parcial tendrá 3 componentes: a) Teórico, conceptual. b) Razonamiento lógico en la resolución de problemas. c) Práctico con problemas con o sin aplicación de herramientas computacionales.

9 3) Trabajo Práctico UNIVERSIDAD AUTÓNOMA GABRIEL RENÉ MORENO La presentación de los trabajos prácticos de la materia se realizará en dos fases de acuerdo al avance programático de la materia y su presentación será obligatoria el día del examen parcial pertinente como requisito para el ingreso a cada examen parcial. 4) Examen final La evaluación final será teórica-práctica y se aplicará el criterio de razonamiento lógico en la resolución de problemas referente a Resistencia de Materiales con o sin uso de Herramientas Computacionales. Para el ingreso a los exámenes es completamente obligatorio portar documento que identifique al alumno que lo porte, los documentos aceptados son los de ley: Carnet de identidad o RIN/RUN, pasaporte o Libreta de Servicio Militar. Ningún otro documento identifica legalmente al estudiante, si fuese necesario el Docente puede solicitar al estudiante durante cualquier momento de la prueba deje impresas sus huellas digitales usando un Tampo para tal efecto a fin de verificar la veracidad de estas con información proporcionada por el C.P.D. de la U.A.G.R.M. 8. BIBLIOGRAFIA 1.- BELLUZI, O. : Ciencia de la construcción. Madrid; Edit. Aguilar 2.- SINGER, F.: Resistencia de materiales. México. Harla 3.- TIMOSKENKO, S. : Resistencia de materiales. Madrid, España. Calpe. 4.- GUZMÁN, A. : Resistencia de materiales. La Piara, C. E. I. J. P. 5.- FLIESS, ENRIQUE. : Estabilidad I, II. Buenos Aires, Kapeluz 6.- NASH, W- : Resistencia de materiales. México. Mc.Graw-Hill 7.- PISARENKQ, G-: Manual de Resistencia de materiales- Moscú- Edil. MIR 8.- TIMOSHENKO, Resistencia de Materiales: James R. Guere: Universidad Politécnica de Cataluña