Clave y Materia requisito:

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD INGENIERÍA Clave: 08USU4053W PROGRAMA DEL CURSO: CONCRETO I IA808 DES: Programa(s) Educativo(s): Tipo de materia: Clave de la materia: Semestre: Área en plan de estudios: Créditos Total de horas por semana: INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL OBLIGATORIA IA808 OCTAVO INGENIERIA APLICADA 5 Teoría: 4 Práctica 1 Taller: Laboratorio: Prácticas complementarias: Trabajo extra clase: Total de horas semestre: 80 Fecha de actualización: Clave y Materia requisito: IB708 DISEÑO ESTRUCTURAL Propósitos del Curso: Aplicar los conceptos adquiridos en los cursos anteriores de el área de estructuras en el dimensionamiento de elementos estructurales básicos de concreto reforzado. Al final del curso el estudiante: Diseña y clasifica vigas y losas en una dirección de acuerdo a su comportamiento a flexión por el método de resistencia. Diseña y clasifica vigas y losas en una dirección de acuerdo a su comportamiento a flexión por el método de esfuerzos de trabajo. Diseña vigas para resistir fuerza cortante por el método de resistencia. Obtiene la longitud de desarrollo necesaria en las varillas de elementos sujetos a flexión. Calcula deflexiones en vigas de concreto reforzado y determinar su posible utilización en función de las mismas. Propone y revisa secciones y armados en columnas de concreto reforzado sujetas a carga axial, flexocompresión y flexocompresión por el método de resistencia 1

2 COMPETENCIAS (Tipo y Nombre de las Competencias que nutren a la materia y a las que contribuye) Este curso promueve las siguientes competencias: Básicas Solución de Problemas CONTENIDOS (Unidades, Temas y Subtemas) 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Definición de diseño estructural 1.2. Pasos que se siguen en un diseño Estructural 1.3. El concreto reforzado y el concreto presforzado RESULTADOS DE APRENDIZAJE (Por Unidad) Identifica los antecedentes que se requieren para efectuar el diseño de elementos de concreto reforzado y establecer la diferencia con el concreto presforzado. Profesionales Proyectos de Ingeniería Evaluación de Proyectos de Ingeniería 2. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO SIMPLE 2.1. Proporcionamiento de mezclas de concreto. Resistencia a la compresión (axial y triaxial). Resistencia a la tensión directa y por flexión. Módulo de elasticidad. Resistencia al corte directo. Escurrimiento plástico. Contracción por fraguado Propiedades mecánicas del acero de refuerzo. Tamaño de varillas. Identifica métodos para el proporcionamiento de mezclas de concreto, conocer las propiedades del concreto endurecido y las propiedades del acero de refuerzo. Especificas Normatividad de Obras Civiles Análisis y Diseño Infraestructura 3. MÉTODOS DE DISEÑO Y REQUISITOS GENERALES 3.1. Reglamento ACI. Método de última resistencia Método por esfuerzos de trabajo. Comentarios generales. Factores que afectan la seguridad de los elementos estructurales Factores de carga, combinaciones de carga y factores de reducción de capacidad de carga. Identifica los diferentes métodos de Diseño y sus diferencias fundamentales. 4. ASPECTOS GENERALES RESPECTO AL DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO Descripción de estructuras de concreto sencillas, mostrando los elementos componentes Cuadro sinóptico mostrando aspectos generales de diseño de los elementos típicos Requisitos generales (recubrimientos mínimos, separaciones mínimas de varilla, etc.) Describe el comportamiento de estructuras simples y sus solicitaciones, además de las especificaciones generales establecidas en el reglamento. 2

3 5. HIPÓTESIS GENERALES DE DISEÑO Establece las especificaciones generales de diseño proporcionadas por el reglamento. 6. VIGAS. DISEÑO A FLEXIÓN POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA (TEORÍA PLÁSTICA) 6.1. Definición de vigas. Clasificación de vigas según: forma de la sección transversal, cantidad de refuerzo longitudinal (sobreforzadas, balanceadas y sobrereforzadas.) posición del refuerzo longitudinal (simple y doblemente reforzadas) Diseño de vigas simplemente reforzadas. (Método Analítico y Método por Tanteos) Vigas sobreforzadas, balanceadas y subrereforzadas Losas en una dirección Vigas de sección T y L Vigas de cualquier sección 6.3. Diseño de vigas doblemente reforzadas. (Método Analítico y Método por Tanteos) Vigas rectangulares Vigas T y L 7. VIGAS. DISEÑO A FLEXIÓN POR EL MÉTODO DE ESFUERZOS DE TRABAJO (TEORÍA ELÁSTICA) Hipótesis generales. Sección transformada 7.2. Diseño de vigas simplemente reforzadas 7.3. Vigas rectangulares subreforzadas, balanceadas y subrereforzadas Método Analítico y Método por tanteos Diseña y clasifica vigas y losas en una dirección de acuerdo a su comportamiento a flexión por el método de resistencia. Diseña y clasifica vigas y losas en una dirección de acuerdo a su comportamiento a flexión por el método de esfuerzos de trabajo. 3

4 8. VIGAS. DISEÑO A ESFUERZO CORTANTE (TENSIÓN DIAGONAL) POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA (TEORÍA PLÁSTICA) Introducción. El esfuerzo cortante. Estados de esfuerzo combinados Comportamiento de vigas sin y con refuerzo transversal 8.3. Función del refuerzo transversal. Resistencia a la tensión diagonal de vigas con refuerzo transversal. Secciones críticas 8.4. Reglamento de ACI para el diseño a tensión diagonal 9. ESFUERZOS DE ADHERENCIA, LONGITUD DE ANCLAJE, TRASLAPES 9.1. Introducción, Anclaje por adherencia. Adherencia por flexión en varillas aisladas y en grupos, a tensión Adherencia por flexión en varillas a compresión 9.3. Fallas por adherencia. Razones para no usar los esfuerzos de adherencia en el diseño por última resistencia 9.4. El diagrama de momentos resistentes. Cortes y dobleces de varillas 9.5. Longitud de desarrollo de varillas a tensión. Factores que afectan la longitud básica de desarrollo Longitud de desarrollo de varillas a compresión 9.7. Longitud de desarrollo de grupos de varillas. Longitud equivalente para ganchos Anclaje del esfuerzo transversal. Longitud de traslapes en varillas a tensión y compresión. Diseña vigas para resistir fuerza cortante por el método de resistencia. Obtiene la longitud de desarrollo necesaria en las varillas de elementos sujetos a flexión. 4

5 10. CALCULO DE DEFLEXIONES (FLECHAS) A CORTO Y LARGO PLAZO Introducción. Fórmulas para flechas según la teoría elástica. Módulo de elasticidad. Momento de inercia Deflexiones a corto plazo (flechas instantáneas) Deflexiones a largo plazo. Influencia del escurrimiento plástico y la contracción por fraguado. Calcula deflexiones en vigas de concreto reforzado y determinar su posible utilización en función de las mismas. 11. COLUMNAS. DISEÑO A FLEXOCOMPRESIÓN DE COLUMNAS CORTAS POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA Introducción. Tipos de columnas Comportamiento de columnas cortas a carga axial únicamente. Fórmulas de diseño Diseño a flexo-compresión uniaxial. Diagramas de interacción Diseño a flexo-compresión biaxial. Superficies de interacción. Fórmula de Bresler Diseño a esfuerzo cortante (tensión diagonal). Propone y revisa secciones y armados en columnas de concreto reforzado sujetas a carga axial, flexocompresión y flexocompresión por el método de resistencia. 12. EFECTOS DE ESBELTEZ EN COLUMNAS. COLUMNAS LARGAS Introducción. Pandeo elástico de columnas. Carga crítica. Longitud efectiva Análisis de vigas-columna. Fórmulas generales. Factor de amplificación del momento. Método del ACI. Estudia los efectos de la longitud de elementos a compresión y flexocompresión, cargas de pandeo y aplicar el método de resistencia. OBJETO DE ESTUDIO 1. INTRODUCCIÓN 2. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO SIMPLE 3. MÉTODOS DE DISEÑO Y METODOLOGIA (Estrategias, secuencias, recursos didácticos) MÉTODOS: Inductivo Observación Comparación Experimentación EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE. Se entrega por escrito 1. Ejercicios realizados en clase y/o experimentos extractase 2. Resúmenes de 5

6 REQUISITOS GENERALES 4. ASPECTOS GENERALES RESPECTO AL DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO. 5. HIPÓTESIS GENERALES DE DISEÑO 6. VIGAS. DISEÑO A FLEXIÓN POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA (TEORÍA PLÁSTICA) 7. VIGAS. DISEÑO A FLEXIÓN POR EL MÉTODO DE ESFUERZOS DE TRABAJO (TEORÍA ELÁSTICA). 8. VIGAS. DISEÑO A ESFUERZO CORTANTE (TENSIÓN DIAGONAL) POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA (TEORÍA PLÁSTICA). 9. ESFUERZOS DE ADHERENCIA, LONGITUD DE ANCLAJE, TRASLAPES 10. CALCULO DE DEFLEXIONES (FLECHAS) A CORTO Y LARGO PLAZO 11. COLUMNAS. DISEÑO A FLEXOCOMPRESIÓN DE COLUMNAS CORTAS POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA. 12. EFECTOS DE ESBELTEZ EN COLUMNAS. COLUMNAS LARGAS Deductivo Aplicación Comprobación Demostración Sintético Recapitulación Definición Resumen Esquemas Modelos matemáticos Conclusión Estrategias: Exposición frente a grupo, dinámicas grupales, visitas de campo. Cada tema se explica y se complementa mediante el cálculo de ejercicios y experimentos en los que participan los alumnos. Métodos complementarios: Centrado en la tare: Trabajo de equipo en la elaboración de tareas, planeación, organización, cooperación en la obtención de un producto para presentar en clase. Debates dirigidos Estrategia: Se plantea un problema en clase y se solicita a los alumnos la participación documentada para encontrar la solución óptima. Técnicas Lectura Lectura comentada Expositiva Debate dirigido Diálogo simultáneo Material de Apoyo didáctico: Libros Apuntes en clase Diapositivas Antologías lecturas y contenidos temáticos estudiados previamente. 3. Consultas bibliográficas 4. Participar en la solución de problemas frente a grupo 5. Trabajos por escrito con estructura IDC (Introducción, desarrollo conclusión), relacionados con las visitas de campo. 6. Exámenes escritos Criterios: Resúmenes: abarcar la totalidad del contenido a aprender. Participación en solución de problemas frente a grupo: presentadas en orden lógico: 1. Introducción resaltando el objetivo a alcanzar 2. Desarrollo temático, responder preguntas y aclarar dudas 3. Concluir. Los trabajos extracurriculares que traten un contenido temático como complemento al curso se podrán llevar a cabo en forma individual o por equipo según amerite el tema. Estos se reciben únicamente en tiempo y forma previamente establecidos. La estructura sugerida: Introducción, desarrollo, discusión y conclusión y podrá 6

7 Manuales de prácticas incluir comentarios personales adicionales. Referencias bibliográficas al final en estilo APA u otros estilos formales. Los reportes de las visitas de campo deberán contener además de las descripciones de las estructuras, las observaciones personales. FUENTES DE INFORMACIÓN (Bibliografía/Lecturas por unidad) Wang Chu- Kia y Salomon Charles G. (Reinforced Concrete Design, Harper y Row Publishers) Reglamento para las Construcciones de Concreto Estructural y comentarios (ACI 318M-99 y ACI 318MR- 99), American Concrete Institute, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, IMCYC Winter y Nilson. (Diseño de Estructuras de Concreto Reforzado, Mc. Graw-Hill) Cuevas González, Robles, Casillas y Díaz de Cossío. (Aspectos Fundamentales del Concreto Reforzado, Limusa 1997) Park y Paulay. (Estructuras de Concreto Forzado, Limusa) EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES (Criterios e instrumentos) Se toma en cuenta para integrar calificaciones parciales: 3 exámenes parciales escritos donde se evalúa conocimientos, comprensión y aplicación. Con un valor del 30%, 30% y 40% respectivamente. La acreditación del curso se integra: Exámenes parciales: 70% Reportes visitas campo, Tareas: 30%. Nota: para acreditar el curso se deberá tener calificación aprobatoria tanto en la teoría como en las prácticas. La calificación mínima aprobatoria será de 6.0 7

8 Cronograma Del Avance Programático S e m a n a s Unidades de aprendizaje INTRODUCCIÓN 2. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO SIMPLE 3. MÉTODOS DE DISEÑO Y REQUISITOS GENERALES 4. ASPECTOS GENERALES RESPECTO AL DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO. 5. HIPÓTESIS GENERALES DE DISEÑO 6. VIGAS. DISEÑO A FLEXIÓN POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA (TEORÍA PLÁSTICA) 7. VIGAS. DISEÑO A FLEXIÓN POR EL MÉTODO DE ESFUERZOS DE TRABAJO (TEORÍA ELÁSTICA). 8. VIGAS. DISEÑO A ESFUERZO CORTANTE (TENSIÓN DIAGONAL) POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA (TEORÍA PLÁSTICA). 9. ESFUERZOS DE ADHERENCIA, LONGITUD DE ANCLAJE, TRASLAPES 10. CALCULO DE DEFLEXIONES (FLECHAS) A CORTO Y LARGO PLAZO 11. COLUMNAS. DISEÑO A FLEXOCOMPRESIÓN DE COLUMNAS CORTAS POR EL MÉTODO DE ULTIMA RESISTENCIA. 12. EFECTOS DE ESBELTEZ EN COLUMNAS. COLUMNAS LARGAS 8