FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL SÍLABO/PLAN DE APRENDIZAJE ANALISIS ESTRUCTURAL II

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1 FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL SÍLABO/PLAN DE APRENDIZAJE ANALISIS ESTRUCTURAL II A.- SILABO 1. Información General 1.1 Denominación de la Asignatura Análisis Estructural II 1.2 Código de la Asignatura Tipo de Estudio 3.0 Especialidad 1.4 Naturaleza de la Asignatura Obligatoria 1.5 Nivel de Estudios Pregrado 1.6 Ciclo Académico VIII 1.7 Créditos Semestre Académico 2018-I 1.9 Horas les 02 HT - 02 HP: 8 horas estudio autónomo 1.10 Total Horas por Semestre 64 TH 128 horas estudio autónomo 1.11 Pre Requisito Análisis Estructural I 1.12 Docente Titular Ing. Marco Antonio Vásquez Sánchez mvasquezs@uladech.edu.pe 1.13 Docentes Tutores Ver Anexo Rasgo del perfil del egresado relacionado con la asignatura 4. Utiliza adecuadamente y con pertinencia las tecnologías de la información en el contexto de su profesión. 7. Propone el desarrollo e innovación en el campo de acción de su profesión. 3. Sumilla La asignatura de Análisis Estructural II, es del tipo de estudios especialidad (Es), de Página 1

2 carácter obligatorio y de naturaleza teórica/práctica. Orienta al desarrollo de habilidades en el análisis de estructuras, ensamblaje de la matriz de rigidez de una armadura y un pórtico, de una viga con brazos rígidos, matriz de rigideces de una columna ancha, mediante el uso de las tic y base de datos, con calidad y sin riesgos, cuidado el medio ambiente, integrándose a equipos multidisciplinarios, demostrando aptitud investigadora y responsabilidad social. 4. Competencia 3.8 Analiza estructuras, ensamblaje de la matriz de rigidez de una armadura y un pórtico, de una viga con brazos rígidos, matriz de rigideces de una columna ancha, con calidad y sin riesgos, cuidado el medio ambiente, integrándose a equipos multidisciplinarios, demostrando aptitud investigadora y responsabilidad social. 5. Capacidades Resuelve mediante técnicas matriciales un sistema lineal de ecuaciones y ensamblaje de las matrices de rigideces de una armadura, y haya los desplazamientos de los nudos y las fuerzas axiales, desarrollando habilidades en el campo de la ingeniería estructural Ensambla la matriz de rigideces de un pórtico, hallando los desplazamientos y giros de los nudos y las fuerzas axiales, cortantes y momentos flectores de una estructura Ensambla la matriz de rigideces de una viga con brazos rígidos, ensambla la matriz de rigideces de una columna ancha. 6. Unidades de Aprendizajes: COMPETENCIA UNIDAD DE APRENDIZAJE CAPACIDADES INDICADOR 3.8 Unidad I Algebra matricial y soluciones numéricas a sistemas de ecuaciones de lineales Calcula estructuras hiperestáticas, grados de libertad de una estructura en el laboratorio, mediante técnicas matriciales en hojas de cálculo, con el apoyo de las TIC y base de datos Aplica algebra matricial, matrices cuadradas e inversas en el desarrollo de estructuras, exponiéndolo en aula con apoyo de software y base de datos Aplica métodos numéricos para la solución de matrices, mediante métodos directos, en el diseño de elementos estructurales, con calidad, mediante una práctica calificada en aula Aplica las normas y el análisis de errores, mediante métodos iterativos para la solución de sistemas de ecuaciones lineales, exponiendo en aula mediante un organizador gráfico, actuando con responsabilidad social y cuidando el medio ambiente. Página 2

3 Unidad II Método de rigideces para armaduras Unidad III Método de rigideces para vigas y pórticos Aplica matrices de transformación de ejes locales a ejes globales, elaborando hojas de cálculo para la solución de barras individuales sometidas a carga axial y presentar un informe e integrándose a equipo multidisciplinario para diseños de estructuras Ensambla la matriz de rigideces para una armadura de varias barras, mediante hojas de cálculo en una práctica de aula, con el apoyo de las TIC y base de datos Aplica matriz de rigidez en ejes globales para vigas sometidas solo a flexión y corte, exponiéndolo en un organizador gráfico con calidad y responsabilidad Ensambla matriz de rigideces en ejes globales para vigas sometidas solo a flexión, corte y carga axial, mediante hojas de cálculo en aula, actuando con responsabilidad social Ensambla matriz de rigideces para un elemento de un pórtico y elementos con brazos rígidos y presenta un informe digital Integra rigidez lateral de pórticos con muros, varias luces y pisos, mediante un informe digital de los cálculos finales, e integrándose al equipo multidisciplinario. 7. Estrategias de Enseñanza-Aprendizaje: La metodología del curso responderá al régimen de estudios en Blended-Learning (BL) y utiliza el enfoque pedagógico socio cognitivo bajo la dinámica de aprendizaje coherente con el Modelo Didáctico ULADECH Católica, dando énfasis al uso de las tecnologías en el marco de la autonomía universitaria; respetando el principio de libertad de cátedra, espíritu crítico y de investigación, entre otros, considerando el carácter e identidad católica.. Asimismo, utiliza el campus virtual de la ULADECH Católica EVA (Entorno Virtual Angelino), como un ambiente de aprendizaje que permite la interconexión de los actores directos en la gestión del aprendizaje, se utilizará las siguientes estrategias: Estrategias para indagar sobre los conocimientos previos: Lluvia de ideas, preguntas exploratorias Estrategias que promueven la comprensión y aplicación del aprendizaje en contexto: Cuadros comparativos Estrategias grupales: Trabajo colaborativo, exposiciones Metodologías activas para contribuir al desarrollo del pensamiento complejo: aprendizaje colaborativo. El desarrollo de la asignatura incluye actividades de investigación formativa (IF) en cada unidad de aprendizaje por ser ejes transversales en el plan de estudios de la carrera. Las actividades de investigación formativa (IF) están relacionadas con la elaboración de productos que refuercen el Página 3

4 pensamiento y aptitud investigador teniendo en cuenta la norma Vancouver y los requisitos establecidos en el reglamento de propiedad intelectual aprobados por la Universidad. 8. Recursos Pedagógicos: Para el desarrollo de la asignatura se requiere los siguientes recursos Entorno virtual Angelino (EVA), equipo multimedia, navegación en internet, videos, diapositivas, textos digitales, artículos de prensa popular y ensayos de investigación, biblioteca física y virtual en base a datos E-libro y ESBCO que se presentan e interactúan en el aula moderna. Las actividades de campo se realizan en una institución educativa de la comunidad, permitiéndole al estudiante desarrollar habilidades cognitivas, procedimentales y actitudinales, que lo involucren directamente con la práctica pedagógica. Los estudiantes serán los protagonistas en la construcción de su aprendizaje, siendo el docente un mediador educativo. 9. Evaluación del Aprendizaje La evaluación de la asignatura es integral y holística, integrada a cada unidad de aprendizaje, en función de los de las actividades desarrolladas por el estudiante. La nota promedio por unidad de aprendizaje se obtiene como sigue: Actividades formativas de la carrera: (60%) Resultados de Aprendizajes Colaborativos: 20% Prácticas Calificadas: 30% Informe o actividades colaborativos RS 10% Actividades de investigación formativa. (20%) Examen sumativo (20%) Los estudiantes que no cumplan con la presentación de actividades tendrán nota cero (00). Asimismo, los estudiantes o grupos de estudiantes que presenten contenidos como copia que no puedan sustentarlas ante el docente tutor, serán asumidas como plagio teniendo como nota cero. Es responsabilidad del estudiante asistir a la hora programada para la realización de las actividades lectivas presencial y entregar los reportes de actividades en la plataforma dentro de los plazos señalados. La nota mínima aprobatoria de la asignatura es trece (13) para pregrado. No se utiliza el redondeo. Tendrán derecho a examen de aplazados los estudiantes de pregrado que alcancen como mínimo una nota promocional de diez (10). La nota del examen de aplazado no será mayor de trece (13) y sustituirá a la nota desaprobatoria en el acta que será llenada por el DT. (Reglamento Académico V12, artículo 63 ) 10. Referencias. (1) McCormac J. Análisis de Estructuras. Alfa omega, Página 4

5 (2) Nieves A. Métodos numéricos: aplicados a la ingeniería. México: Larousse - Grupo Editorial Patria; Disponible en: 9 (3) Sánchez D & González R. Cálculo de elementos estructurales. España: Universidad Politécnica de Catalunya; Disponible en: 6&ppg=2 (4) Tapia M. Anteproyecto Estructural. México: Instituto Politécnico Nacional; Disponible en: 2&ppg=5 (5) Cisneros J. Metodología de análisis preliminar de estructuras de concreto a través de sus patologías en el lote 31 mz. 9 P.J. Miraflores tercera zona Chimbote Santa Ancash, septiembre Chimbote, Perú: ULADECH Católica; Disponible en: (6) Tapia M. Anteproyecto Estructural. México: Instituto Politécnico Nacional; Disponible en: 5 (7) Tena A. Análisis de Estructuras. México: Limusa, Página 5

6 11. Anexos Anexo 01: Plan de Aprendizaje I Unidad de aprendizaje: Algebra matricial y soluciones numéricas a sistemas de ecuaciones de lineales. Capacidad: Resuelve mediante técnicas matriciales un sistema lineal de ecuaciones y ensamblaje de las matrices de rigideces de una armadura, y haya los desplazamientos de los nudos y las fuerzas axiales, desarrollando habilidades en el campo de la ingeniería estructural. Tiempo Actividades de Aprendizaje Indicadores Instrumentos de Evaluación 1 2 Registra su matrícula de acuerdo al cronograma establecido Registra su y las orientaciones recibidas en la escuela de ingeniería civil. matrícula con el apoyo de TIC, en el módulo del ERP University. Participa en la socialización del SPA y aporta sugerencias en el foro. Dialogan sobre los criterios de evaluación de la actividad de aprendizaje en la unidad (según los instrumentos) Se recoge los saberes previos a través de preguntas exploratorias Grados de libertad de una estructura hiperestática, respondiendo a las interrogantes exploratorias. El docente tutor presenta ejemplos sobre la correspondencia entre grados de libertad e incógnitas, apoyándose del texto base. Los estudiantes en grupos de trabajo práctico analizan la Aparición de sistemas de ecuaciones simultáneas lineales. Analizan de manera colaborativa las Necesidad de resolver sistemas de ecuaciones lineales para luego elaborar un cuadro comparativo y exponerlo de manera colaborativa en aula. Haciendo uso de la biblioteca virtual, del libro: Nieves A. Realizan un resumen de: Cómo resolver sistema de ecuaciones que surgen del equilibrio del cuerpo rígido?, según la referencia bibliográfica: er.action?docid= &ppg= Calcula estructuras hiperestáticas, grados de libertad de una estructura en el laboratorio, mediante técnicas matriciales en hojas de cálculo, con el apoyo de las TIC y base de datos Aplica 3 Se trasmite imágenes sobre Algebra matricial. Definición algebra matricial, de matriz. Tipos de matrices, para luego recoger las matrices cuadradas e preguntas exploratorias y opiniones. inversas en el Mediante diapositivas se expone los Operaciones con desarrollo de matrices. Suma. Multiplicación. r. estructuras, exponiéndolo en Organizados en grupos de trabajo los estudiantes, analizan el aula con apoyo de tema Matrices cuadradas. Propiedades. Determinante. software y base de Singularidad. datos. Trabajo práctico: Presentan en físico los resúmenes sobre Obtención de la Matriz inversa. Matriz de Menores. Matriz de Cofactores. Matriz Adjunta. 4 Se recogen saberes previos y las preguntas sobre Descomposición LU: Método de Gauss, Método de Gauss- Seigel, Método de Gauss-Jordan. Se presenta ejemplos didácticos en diapositivas describiendo Inversión de matrices. De manera colaborativa analizan el tema Estrategias y Aplica métodos numéricos para la solución de matrices, mediante Registro de matriculado Página 6

7 5 6 eficiencia en el proceso de solución. Presentan informe digital como trabajo colaborativo sobre Métodos Numéricos en la solución de matrices para luego exponerlos en aula, el docente analiza las conclusiones y da sugerencias. Reciben las orientaciones del docente y da las pautas necesarias. A través del vídeo, se muestra el Métodos de relajación: Método de Jacobi, Método de Gauss-Seigel, en el siguiente enlace: El tema a presentar corresponde a Métodos iterativos para la solución de sistemas de ecuaciones lineales. Se presenta ejemplos didácticos en diapositivas en aula, guiados por el docente, describiendo la Convergencia de los métodos iterativos. Los estudiantes agrupados dan sus opiniones y consultas sobre los diferentes tipos de soluciones iterativas para resolución de ecuaciones simultáneas. Informe de tesis: Revisan la tesis de Cisneros J. Disponible en: Y presentan un resumen e interpretación de la población y muestra, así como el análisis estadístico del informe. Responsabilidad Social: Participan de manera grupal en la elaboración de diapositivas del tema a presentar. Revisan información sobre las normas y el análisis de errores, mediante métodos iterativos para la solución de sistemas de ecuaciones lineales. Seleccionan los elementos de la información de acuerdo a los criterios sobre el análisis de errores y las normas Vancouver. métodos directos, en el diseño de elementos estructurales, con calidad, mediante una práctica calificada en aula Aplica las normas y el análisis de errores, mediante métodos iterativos para la solución sistemas ecuaciones lineales, exponiendo de de en aula mediante un organizador gráfico, actuando con responsabilidad social y cuidando el ambiente. medio Evaluación escrita Organizan la información del tema mediante una de la Unidad. exponiendo en aula mediante un organizador gráfico, actuando con responsabilidad social y cuidando el medio ambiente. de actitudes Registro de calificaciones Investigación Formativa: Presentar un cuadro de resumen de las citas bibliográficas de los textos usados en la primera unidad, de acuerdo a las normas de Vancouver. Examen II Unidad. II Unidad de aprendizaje: Método de rigideces para armaduras. Capacidad: Ensambla la matriz de rigideces de un pórtico, hallando los desplazamientos y giros de los nudos y las fuerzas axiales, cortantes y momentos flectores de una estructura Aplica El docente declara los criterios de evaluación de la matrices de actividad de aprendizaje en la unidad. transformación de En el laboratorio informático se muestran la transformación ejes locales a ejes de ejes locales a ejes globales, aperturando sugerencias y globales, elaborando opiniones. hojas de cálculo A continuación revisan el Vector de posición en el plano. para la solución de barras individuales Página 7

8 Traslación de ejes. Rotación de ejes, información que se sometidas a carga encuentra en la bibliografía dada del texto base. axial y presentar un informe e El docente explica el uso de la notación matricial en el uso integrándose a del método de rigideces para armaduras. equipo De manera grupal elaboran un informe digital sobre multidisciplinario Notación matricial. Definición de la matriz de para diseños de transformación de coordenadas locales a globales. estructuras. Con la participación del docente se realizan las conclusiones y sugerencias. El docente inicia su clase presentando imágenes, haciendo referencia la importancia de la Matriz de rigideces en ejes globales. Se informa sobre la Obtención de la matriz de rigideces para Ensambla la ejes globales con cuatro grados de libertad, sus conceptos, matriz de rigideces tipos, características y usos, temas importantes que los para una armadura estudiantes deben conocer, saber sus aplicaciones y usos de de varias barras, acuerdo a las circunstancias en las estructuras. mediante hojas de cálculo en una Los estudiantes hacen uso del programa SAP2000 y realizan el análisis de una armadura y comparan con los obtenidos sin el uso de software. Los estudiantes se dedican a la Elaboración de hojas de cálculo para la solución de barras individuales sometidas a carga axial. Los cuales son discutidos en el aula con el asesoramiento del tutor, mediante la presentación grupal de informes digitales, como trabajo de gabinete. Mediante el vídeo observan el Ensamblaje de la matriz de rigideces para una armadura de varias barras Por lo que se apertura dialogo abierto sobre el tema. El tema se centra en conocer la Deducción de la matriz de rigideces para dos barras, el cual es expuesto por el docente en el aula a través de diapositivas. Para ello se guiarán del texto correspondiente dado en la bibliografía: Nieves A. Métodos numéricos: aplicados a la ingeniería, en el siguiente enlace: práctica de aula, con el apoyo de las TIC y base de datos Aplica matriz de rigidez en er.action?docid= &ppg=9 ejes globales para Trabajo colaborativo: En grupos de trabajo realizaran un vigas sometidas solo resumen explicativo sobre la solución de la matriz inversa de a flexión y corte, K. Solución de la matriz de desplazamientos. exponiéndolo en un organizador gráfico con calidad y responsabilidad Mediante diapositivas se explica los Grados de libertad de una viga sometida a flexión y cortante, luego se inicia la discusión del tema con una lluvia de ideas. El tema sobre Grados de libertad de una viga con dos nudos en ejes locales, características, tipos y usos, su importancia en las estructuras, es expuesto en aula por el tutor a través de diapositivas. Los estudiantes de manera colaborativa realizan un cuadro y seleccionan los tipos de Restricciones al desplazamiento y al giro en los apoyos. Luego presentan un informe físico sobre la Deducción de la Página 8

9 11 matriz de rigideces para vigas en ejes locales. Responsabilidad Social: Participan de manera grupal en la elaboración del informe del tema a presentar Aplica Revisan información sobre matriz de rigidez en ejes matriz de rigidez en globales para vigas sometidas solo a flexión y corte ejes globales para Seleccionan los elementos de la información de acuerdo a vigas sometidas solo los criterios sobre matriz de rigidez en ejes globales y las normas Vancouver. Organizan la información del tema, exponiéndolo en un organizador gráfico. a flexión y corte, exponiéndolo en un organizador gráfico con calidad y responsabilidad de actitudes Investigación Formativa: Presentar un cuadro de resumen de las citas bibliográficas de los textos usados en la segunda Evaluación escrita unidad, de acuerdo a las normas de Vancouver de la Unidad. Examen II Unidad. III Unidad de aprendizaje: Método de rigideces para vigas y pórticos. Capacidad: Ensambla la matriz de rigideces de una viga con brazos rígidos, ensambla la matriz de rigideces de una columna ancha. Tiempo Actividades de Aprendizaje Indicadores Instrumentos de Evaluación Ensambla Dialogan sobre los criterios de evaluación de la actividad matriz de rigideces de aprendizaje en la unidad. en ejes globales para Se motiva a los estudiantes mediante un vídeo sobre la vigas sometidas solo Matriz de rigideces en ejes globales para vigas sometidas a flexión, corte y solo a flexión, corte y carga axial. Ingresando a este vínculo: carga axial, luego se apertura un dialogo mediante hojas de donde todos dan su punto de vista sobre el tema y su cálculo en aula, importancia. actuando con El tema en la presente semana es Deducción de la matriz de responsabilidad rigideces en ejes locales para vigas sometidas flexión, corte social. y carga axial, el docente brinda la información básica sobre las características de estas estructuras. Con el apoyo del texto digital Sánchez D & González R. Cálculo de elementos estructurales. Disponible en: der.action?docid= &ppg=2 amplían sus conocimientos del tema. 13 Presentan de manera grupal un informe sobre cálculo de elementos estructuras básicos de una vivienda (columnas y vigas) y lo exponen en aula. Presentando imágenes de diferentes construcciones de concreto armado, los estudiantes manifiestan a través de una lluvia de ideas el uso del acero estructural en obras. Se informa mediante diapositivas el tema del Acero, concepto, fabricación, características y usos de estos importantes elementos en las estructuras reforzadas en un edificio. Se socializa e interactúa el empleo del acero de construcción Ensambla matriz de rigideces para un elemento de en los siguientes casos: en viviendas, carreteras, puentes, un pórtico y puertos y canales. Revisando la siguiente referencia elementos con de actitudes Página 9

10 14 15 bibliográfica: brazos rígidos y presenta un informe er.action?docid= &ppg=16, cuyo autor es: digital. Presentan un informe grupal, como trabajo practico sobre el acero en las estructuras. Responsabilidad Social: Participan de manera grupal en la elaboración del informe del tema a presentar. Los estudiantes ponen atención mediante diapositivas al tema Matriz de Rigidez en elementos con brazos rígidos. El docente indica que en grupos de trabajos los estudiantes consulten la Deducción de la matriz de rigideces en ejes locales para vigas sometidas a flexión, corte y carga axial con brazos rígidos. Trabajo Colaborativo: En un plano deberán identificar los muros de corte existentes y luego calcular la Rigidez lateral de pórticos y muros, que se emplean en obras Integra rigidez lateral de pórticos con muros, Luego será expuesto en aula y socializado con sus varias luces y pisos, compañeros. mediante un informe digital de los cálculos finales, e Revisan información sobre rigidez lateral de pórticos con integrándose al muros, varias luces y pisos. equipo Seleccionan los elementos de la información de acuerdo a multidisciplinario. los criterios sobre rigidez lateral de pórticos con muros y las normas Vancouver. Organizan la información del tema, mediante un informe digital de los cálculos finales Investigación Formativa: Presentar un cuadro de resumen de las citas bibliográficas de los textos usados en la primera unidad, de acuerdo a las normas de Vancouver. Examen Final 16 Examen de Aplazados 17 Página 10

11 Nivel de Logro Nivel de Logro Anexo 02: Instrumentos de evaluación del aprendizaje ESCALA VALORTIVA DE RESULTADOS Indicadores 1. Calcula estructuras hiperestáticas, grados de libertad de una estructura en el laboratorio. 2. Aplica algebra matricial, matrices cuadradas e inversas en el desarrollo de estructuras. 3. Aplica métodos numéricos para la solución de matrices, mediante métodos directos, en el diseño de elementos estructurales. 4. Aplica las normas y el análisis de errores, mediante métodos iterativos para la solución de sistemas de ecuaciones lineales. 5. Aplica matrices de transformación de ejes locales a ejes globales, elaborando hojas de cálculo para la solución de barras individuales sometidas a carga axial. 6. Ensambla la matriz de rigideces para una armadura de varias barras. 7. Aplica matriz de rigidez en ejes globales para vigas sometidas solo a flexión y corte. 8. Ensambla matriz de rigideces en ejes globales para vigas sometidas solo a flexión, corte y carga axial. 9. Ensambla matriz de rigideces para un elemento de un pórtico y elementos con brazos rígidos. 10. Integra rigidez lateral de pórticos con muros, varias luces y pisos. N Apellidos y Nombres Indicadores Utiliza procedimientos. Trabaja de manera colaborativa/equipo/ autónomo Organización de información. Referencias bibliografías en informes /reportes/trabajos ESCALA DE ACTITUDES Responsabilidad Social N Apellidos y Nombres Actitud: Trabajo en equipo Criterios Siemp Casi Algun re Siempre as veces Nun ca Actitud: Colaborativo Siempre Criterios Casi Siempre Algun as veces Nunca Página 11

12 Anexo 03: Listado de docentes tutores del ciclo de estudios. 1.-Pisfil Reque Hugo Nazareno: 7.-Vasquez Sánchez Marco Anexo 04: Referencias categorizadas Texto Compilado Texto Base (1) McCormac J. Análisis de Estructuras. Alfa omega, Texto Digital (2) Nieves A. Métodos numéricos: aplicados a la ingeniería. México: Larousse - Grupo Editorial Patria; Disponible en: &ppg=9 (3) Sánchez D & González R. Cálculo de elementos estructurales. España: Universitat Politécnica de Catalunya; Disponible en: ppg=2 Tesis (4) Cisneros J. Metodología de análisis preliminar de estructuras de concreto a través de sus patologías en el lote 31 Mz. 9 P.J. Miraflores tercera zona Chimbote Santa Ancash, septiembre Chimbote, Perú: ULADECH Católica; Disponible en: Texto Complementario (5) Tapia M. Anteproyecto Estructural. México: Instituto Politécnico Nacional; Disponible en: pg=5 (6) Tena A. Análisis de Estructuras. México: Limusa, Página 12