MATERIAS DE INTEGRACIÓN

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1 MATERIAS DE INTEGRACIÓN 1

2 IDENTIFICACIÓN MATERIA: GEOLOGÍA GENERAL CÓDIGO: IC 5110 PRELACIÓN: Química 11, Sistemas de Representación 20 UBICACIÓN: Cuarto semestre T. P. L. U.: 2, 2, 0, 3 DEPARTAMENTO: Vías JUSTIFICACIÓN Impartir a los estudiantes los conocimientos básicos en Geología y Geomorfología, las técnicas por ellas utilizadas y su aplicación a obras de ingeniería. REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS El estudiante debe tener conocimientos previos de las Ciencias de la Tierra. Establecer los diferentes comportamientos de los tipos de rocas, estructuras geológicas y procesos geomorfológicos en relación a la construcción o instalación de una obra civil. Describir los conceptos fundamentales de las ciencias geológicas, teniendo en cuenta los conocimientos adquiridos en clase. Enunciar los factores que contribuyeron a determinar la conformación de la tierra, los principios geocronológicos y estratigráficos y la dinámica de la corteza terrestre. Determinar las propiedades físicas de los minerales a fin de identificarlos para su aplicación en Ingeniería. Enunciar los factores que controlan la formación de las rocas 2

3 ígneas y los usos en obras de Ingeniería. Describir las características más resaltantes de las rocas sedimentarias y su influencia en las obras de Ingeniería. Describir las características más resaltantes de las rocas metamórficas y su aplicación a la ingeniería civil. Diferenciar los procesos ambientales que contribuyen a la meteorización de las rocas. Describir los procesos que controlan la deformación de la corteza terrestre, y las características de los elementos naturales. Interpretar los mapas topográficos y geológicos. Conocer los principios de los sensores remotos y de la interpretación geológica aerofotográfica para determinar la realidad geológica presente en el desarrollo de una obra de ingeniería. Determinar la relación geología-geomorfología como determinante en el desarrollo de una obra civil. Conocer la importancia de la geomorfología aplicada. Conocer la utilidad de la geología aplicada en la búsqueda de materiales de construcción y su relación con los cortes, rellenos y fundación. CONTENIDO TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA (3 horas). Definición. División de la geología y relaciones con ciencias afines. Geoide. Gravedad. Isostacia. Composición esquemática del globo terrestre. La corteza terrestre. Generalidades. Geología e Ingeniería TEMA 2. LA DINÁMICA DE LA TIERRA (6 horas). Origen del Universo. Deriva continental. Tectónica de placas. Corrientes de convección. Puntos calientes. Sismología. Ondas sísmicas. Transmisión. El tiempo geológico. TEMA 3. MINERALES (7 horas). Definición. Origen. Propiedades físicas. Ocurrencia y clasificación de los minerales. Minerales más comunes en las rocas. Minerales indeseables en obras de ingeniería. 3

4 TEMA 4. ROCAS ÍGNEAS (8 horas). Ciclo de las rocas. Origen y ocurrencia. Formas estructurales. Textura y velocidad de cristalización. Rocas ígneas más comunes. Usos. TEMA 5. ROCAS SEDIMENTARIAS (8 horas). Sedimentos. Origen y ocurrencia. Procesos de litificación. Formas estructurales, textuales, clasificación. Rocas más comunes. TEMA 6. ROCAS METAMÓRFICAS (8 horas). Metamorfismo, procesos agentes causantes del metamorfismo. Tipos de metamorfismo. Rocas metamórficas más comunes. Usos. TEMA 7. METEORIZACIÓN DE LAS ROCAS (5 horas). Procesos de meteorización. Resistencia de las rocas a!a meteorización. Erosión eólica, deflación, corrosión, abrasión, sedimentación. Agua de escorrentía, erosión y sedimentación. Agua subterránea, origen, ocurrencia. Glaciares, definición, tipo, efectos erosivos. Variación de la temperatura, efectos erosivos. Geología ambiental. TEMA 8. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL (7 horas). Deformación de la corteza. Rumbo y buzamiento. Pliegues: partes. Fallas. Tipos, movimientos relativos. Diaclasas. Tipos. Discordancias. TEMA 9. INTERPRETACIÓN GEOLÓGICA DE MAPAS TOPOGRÁFICOS. ESCALAS (8 horas). Interpretación geológica de mapas topográficos. Escalas. Interpretación de mapas geológicos. Escalas. Secciones. Introducción a los sensores remotos. La fotografía aérea. Nociones de fotogeología. TEMA 10. GEOMORFOLOGÍA (4 horas). Introducción a la Geomorfología. Procesos morfogenéticos. Unidades geomorfológicas. Geomorfología aplicada. 4

5 TEMA 11. GEOLOGÍA APLICADA (8 horas). Localización de agregados y toma de muestras para construcción de obras civiles. Relación geológica - cortes, rellenos y fundación. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Clases magistrales, trabajos de investigación, apoyo audio-visual y salidas de campo. Pizarrón, marcadores, borradores, equipo de proyección e instrumentos básicos de geología de campo. Mínimo 3 exámenes parciales, incluyendo un informe de los resultados de la salida de campo. Derruau, Max. Geomorfología. Ariel, 1981 Holmes, Arthur. Geología Física. Lee y Judson. Fundamentos de Geología Física. Longwell y Flint. Geología Física. López Vergara. Manual de Fotogeología. Read y Watson. Introducción a la Geología. Scientific American. Deriva Continental y Tectónica de Placas 5

6 IDENTIFICACIÓN MATERIA: TOPOGRAFÍA I CÓDIGO: IC 5121 PRELACIÓN: Sistemas de Representación 20 y Cálculo 30 UBICACIÓN: Cuarto semestre T. P. L. U.: 4, 0, 3, 5 DEPARTAMENTO: Vías JUSTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS Impartir a los estudiantes la teoría fundamental, los procedimientos básicos de cálculo y el conocimiento de los instrumentos topográficos, a utilizar para la representación de puntos sobre la superficie terrestre mediante sus coordenadas planimétricas. El alumno debe dominar la trigonometría y la geometría descriptiva. Además debe tener nociones sobre álgebra lineal para resolver problemas concernientes a la topografía, y su aplicación en los distintos campos de trabajo en que el ingeniero civil se desenvuelve. Determinar la posición de puntos sobre la superficie terrestre en base a sus coordenadas planimétricas y su representación en el plano. Conocer y comprender los métodos a utilizar, incluyendo sus alcances y limitaciones. Manejar instrumentos topográficos. Elegir la instrumentación correspondiente para realizar un levantamiento. 6

7 Seleccionar el método de levantamiento. Seleccionar los puntos de vértices en un levantamiento. Ubicar y colocar señales (jalones, fichas, estacas, etc.) para delinear o marcar linderos, o guiar trabajos de construcción. Realizar el trabajo de campo: Mediciones de ángulos y distancias y su registro en libreta de campo. Procesar los datos de campo: Elaboración de cálculos con base en los datos registrados para determinar ubicaciones, áreas, etc. Elaborar la representación grafica de los datos o medidas para obtener un plano o mapa, o para transcribir los datos a un formato digital. CONTENIDO: TEMA 1. INTRODUCCIÓN (8 horas). Breve reseña histórica. Relación de la topografía con otras ciencias. Aplicación de la topografía en la ingeniería y otras ciencias (charla). Propósito de la topografía. Etapas en un trabajo topográfico. Importancia de la trigonometría en ingeniería. Trigonometría aplicada a la topografía. Triangulo rectángulo y triangulo oblicuo. Teorema del seno y del coseno. Ejemplos de reducción de distancias. TEMA 2. SISTEMA DE MEDIDAS (10 horas). Sistemas lineales (métrico e inglés) y sistemas angulares (sexagesimal, centesimal, sexadecimal, analítico. Medición de ángulos topográficos (horizontales: rumbos, acimutes, de deflexión); verticales: (cenital, nadiral y de altura). Ley de propagación de acimutes. Conceptos de distancia natural y topográfica. Cálculo de áreas: por coordenadas polares (polo interno y polo externo), coordenadas rectangulares, por división en triángulos, por división en figuras geométricas, por cuadriculación, por planímetro. TEMA 3. APLICACIÓN DE TEORIA DE ERRORES (6 horas). Concepto y clasificación de errores. Aplicación a mediciones topográficas. Valor más probable de una magnitud. Error medio aritmético. Error medio cuadrático. Error medio cuadrático de un promedio. Distribución y probabilidad de los errores. Error medio de un promedio. Error medio de una suma. Error medio de un 7

8 producto. Error de una serie. Concepto de tolerancia en función del error medio cuadrático. TEMA 4. INSTRUMENTOS TOPOGRAFICOS Y MEDICIÓN DE ÁNGULOS (6 horas). Instrumentos topográficos simples (jalones, fichas, brújulas, clisímetro, cinta métrica, etc). Instrumentos principales: teodolito, definición, función y clasificación. Partes de un teodolito. Condiciones de exactitud. Campo topográfico angular. Mediciones de ángulos por repetición y por reiteración. Comparación y métodos. TEMA 5. MEDICION DE DISTANCIAS (4 horas). Medición directa. Medición óptica. Distanciómetros electrónicos. TEMA 6. POLIGONALES (8 horas). Generalidades y clasificación. Trabajo de campo. Cierre, compensación angular y lineal. Cálculo y representación en el plano. Aplicaciones de las poligonales: levantamiento de detalles, etc. TEMA 7. TRIANGULACIÓN (6 horas). Generalidades y clasificación. Triangulaciones topográficas. Reconocimiento y señalización. Mediciones de bases y ángulos. Cierre y compensación de un cuadrilátero. Aplicaciones de la triangulación. TEMA 8. SISTEMAS DE COORDENADAS UTILIZADAS EN TOPOGRAFIA (8 horas). Definiciones. Sistemas de proyección. Coordenadas geográficas. Coordenadas planas UTM. Transformación de coordenadas. TEMA 9. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL POR SATELITE (4 horas). Fundamentos, receptores, métodos de observación. Arrastre de coordenadas de la red geodésica venezolana. (REGVEN). Cálculo de las observaciones y aplicaciones. 8

9 PRÁCTICAS DE LABORATORIO PRÁCTICA 1. CONOCIMIENTO Y UTILIZACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS SIMPLES (3 horas). Instrumentos simples: Escuadra de agrimensor y de prismas, regla graduada, nivel de albañil, plomadas, brújula de mano, cintas métricas, jalones, nivel de mano, fichas, etc. Medición de ángulos con cinta. Levantamiento por intersección. Cálculo del área por la ecuación del semiperímetro y por figuras geométricas. PRÁCTICA 2. TEODOLITO (3 horas). Descripción del aparato. Graduaciones de los diferentes teodolitos. Primera condición de exactitud. Puesta en estación. PRÁCTICA 3. CONDICIONES DE EXACTITUD. MEDICIÓN DE ÁNGULOS (3 horas). Métodos de lecturas: a los índices opuestos, en posición directa e inversa, repetición, reiteración. Ángulos horizontales: Internos, externos y de deflexión. Verticales: cenital, nadiral, de elevación. Estación Total. PRÁCTICA 4. MEDICIÓN DE DISTANCIAS (3 horas). Con cinta métrica (y su respectiva corrección). Con ángulo diastimométrico variable. Con ángulo diastimométrico constante y mira vertical. Distanciómetro electrónico. PRÁCTICA 5. CÁLCULO DE ÁREAS (3 horas). Delimitación de un área. Calculo de áreas. Método mecánico de cálculo de áreas. Métodos gráficos. PRÁCTICA 6. POLIGONAL CERRADA (3 horas). Medición en campo de ángulos internos, externos y de deflexión. Medición de distancias. Compensación, cálculos y representación gráfica. PRÁCTICA 7. LEVANTAMIENTO DE DETALLES (3 horas). Levantamiento de detalles desde los vértices de una poligonal. Cálculos y representación gráfica. 9

10 PRÁCTICA 8. POLIGONAL ABIERTA (3 horas). Medición en campo de ángulos horarios y antihorarios. Compensación, cálculos y representación gráfica. PRÁCTICA 9. TRIANGULACIÓN (3 horas). Configurar y levantar un cuadrilátero. Configurar y levantar una red de dos triángulos. Compensación, cálculos y representación grafica. PRÁCTICA 10. CALCULO DE LAS COORDENADAS DE UN TRIANGULO CON GPS DIFERENCIAL (3 horas). Levantar la red de triángulos de la práctica 9 con GPS diferencial, calcular, representar y comparar resultados. Esta práctica consta de una y media hora de trabajo en campo y una y media hora en el laboratorio para uso del Software. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Clases magistrales y prácticas. Visitas de campo. Los habituales en el dictado de clases: pizarrón, tiza, marcadores, borrador. Retroproyectores de transparencias y opacos. Equipos de video beam. Equipos de laboratorio. Exámenes teóricos y prácticos. Presentación de informes. Alcántara García. Topografía. México. Caracas. MacGraw Hill, Ballesteros Tena, Nabor. Topografía. México. Limusa Barboza Woolls, Carlos. Topografía Básica. Teoría y Prácticas. Lima-Perú Bennister A. Técnicas Modernas de Topografía. México. Alfaomega Casanova, Leonardo. Topografía Plana. Publicaciones ULA. Constantini, Walter. Topografía I y II. Publicaciones ULA. 10

11 Domínguez G. Tejeros. Topografía General. Madrid Dossat Jordan, Wilhezm. Tratado general de topografía. Barcelona, Ediciones Gili Pasini, Claudio. Tratado de Topografía. Barcelona, Ediciones Gili, Philip, Kissan. Topografía para ingenieros. España. Ediciones del Castillo, Torres, Álvaro. Topografía. Bogotá Colombia. Editorial Norma, Wolf, P. y Brinker, R. Topografía moderna. Editorial Alfaomega. 11

12 QUINTO SEMESTRE 12

13 IDENTIFICACIÓN MATERIA: MATEMÁTICAS APLICADAS CÓDIGO: IC 9241 PRELACIÓN: UBICACIÓN: Cálculo 40 y Estadística Quinto semestre T. P. L. U.: 4, 2, 0, 5 DEPARTAMENTO: Hidráulica y Sanitaria JUSTIFICACION REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECIFICOS El estudio de la mecánica de los fluidos avanzada exige dominar el análisis vectorial. Para asimilar adecuadamente la resistencia de materiales avanzada, el estudiante debe tener claro el cálculo matricial. Finalmente, el análisis numérico es una herramienta imprescindible en cualquier rama de la ingeniería civil. El estudiante debe dominar el cálculo diferencial e integral de funciones de varias variables, tener conocimientos básicos del álgebra vectorial y conocer los principios elementales de la estadística. Preparar al estudiante en el área del cálculo matricial y numérico. Repasar y profundizar en las aplicaciones del álgebra vectorial. Aplicar el análisis vectorial a la resolución de los problemas de mecánica de los fluidos. Aplicar el cálculo matricial a la resolución de problemas estructurales y de resistencia de materiales. Tener conocimientos básicos generales de cálculo numérico que le permitan resolver problemas de ingeniería, y más 13

14 adelante asimilar adecuadamente los métodos de elementos finitos. CONTENIDO TEMA 1. ANÁLISIS VECTORIAL (32 horas). Campo escalar. Superficie de nivel. Curvas de nivel. Derivada direccional. Gradiente de un campo escalar. Propiedades del gradiente. Aplicaciones. Campo Vectorial. Líneas de campo. Operadores vectoriales. Gradiente. Laplaciana. Divergencia. Rotacional. Circulación de un campo vectorial. Campo vectorial conservativo. Flujo de un campo vectorial a través de una superficie dada. Aplicaciones de las integrales: Áreas, centroides y momentos de inercia de superficies. Teorema de Green. Teorema de Stokes. Teorema de la Divergencia de Gauss- Ostrogradskiy. Aplicaciones del análisis vectorial al estudio de la Mecánica de los Fluidos: Ecuación de continuidad, ecuación de Laplace, flujo potencial, etc. TEMA 2. ANÁLISIS MATRICIAL (24 horas). Transformaciones lineales. Matrices. Notación. Dimensión. Matriz transpuesta. Igualdad de matrices. Matrices: Simétrica, antisimétrica, singular, regular, cero, diagonal, escalar, identidad, triangular. Producto de una matriz por un escalar. Suma de matrices. Producto de matrices. Propiedades submatrices. Proceso de inversión de matrices. Determinantes. Propiedades. Método de los adjuntos. Método de Gauss o de las transformaciones elementales. Sistemas de ecuaciones lineales. Rango de una matriz. Forma normal de una matriz. Discusión de sistemas de ecuaciones lineales. Teorema de Rouché-Frobenius. Matrices ortogonales. Valores y vectores propios de una matriz cuadrada. Diagonalización. Solución matricial de sistemas de ecuaciones diferenciales lineales, homogéneas y no homogéneas. Teorema de Cayley-Hamilton. Aplicaciones del cálculo matricial a la resolución de problemas de resistencia de materiales. TEMA 3. ANÁLISIS NUMÉRICO (24 horas). Interpolación y Aproximación. Diferencias divididas. Diferencias progresivas o finitas. Diferencia de funciones. Polinomios factoriales. Sumas finitas. Interpolación. Polinomio interpolante de Lagrange. Fórmula simplificada de Lagrange. Polinomio interpolante de Newton-Gregory o de las diferencias divididas. Ajuste a fórmulas analíticas por mínimos cuadrados. Sistemas de más ecuaciones que incógnitas en la práctica. Integración 14

15 aproximada. Método de Poncelet. Método de Simpson. Solución aproximada de ecuaciones diferenciales de primer orden. Método de Euler. Método de Taylor. Método de Runge-Kutta de cuarto orden. Solución de un sistema de ecuaciones lineales. Método de Gauss. Método iterativo. Ecuaciones Algebraicas de grado superior y coeficientes enteros. Raíces reales enteras y fraccionarias. Raíces reales inconmensurables. Separación y aproximación. Intervalos. Máximos y Mínimos. Método de Sturm. Método gráfico. Aproximación de raíces inconmensurables: Método de Newton-Raphson. Método de las partes proporcionales. Método mixto. Método iterativo. Método de Lagrange. Raíces múltiples. Solución exacta de la ecuación de tercer grado o cúbica. Método de Tartaglia. Números complejos. Operaciones algebraicas. Aplicaciones del análisis numérico a problemas de Ingeniería Civil: Resolución de la ecuación de Manning. Aplicación de la integración numérica a la resolución de problemas estructurales: deflexiones por integración. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Clases magistrales. Clases prácticas. Resolución de problemas mediante el uso del computador. Recursos habituales en el dictado de clases magistrales: tiza, pizarrón y aulas adecuadas. Disponibilidad de la bibliografía recomendada. Disponibilidad de equipos de computación. Exámenes teóricos y prácticos. Asignación de problemas. Aitken, A. C. Determinantes y matrices. Editorial Dossat S.A., Madrid, España. Atkinson, K.E. An introduction to numerical analysis. Editorial John Willey & Sons. Conte-Carl de Boor, S. D. Análisis numérico. Editorial Mc Graw Hill. Defives, G. Elementos de álgebra lineal. Facultad de Ingeniería. ULA. Dorf, R.C. Introducción al álgebra de matrices. Editorial Limusa. 15

16 Flórez P., J. Análisis vectorial. Facultad de Ingeniería. ULA. Flórez P., J. Elementos de cálculo matricial. Facultad de Ingeniería. ULA. Flórez P., J. Cálculo numérico. Facultad de Ingeniería. ULA. Henrici, P. Elements of numerical analysis. Editorial John Willey & Sons. Hohn, F. Álgebra de matrices. Editorial Trillas, México. Santalo S., L. Vectores y tensores con sus aplicaciones. Editorial Enteba, Buenos Aires. Lang, S. Algebra lineal. Fondo Educativo Interamericano, Bogotá, Colombia. Varela M., M. V. Álgebra lineal. Publicaciones del Ministerio de Educación Superior. La Habana, Cuba. Sadosky, M. Cálculo numérico y gráfico. Ediciones Librería del Colegio, Buenos Aires, Argentina. 16

17 IDENTIFICACIÓN MATERIA: RESISTENCIA DE MATERIALES I CÓDIGO: IC 3131 PRELACIÓN: Mecánica Racional 10 UBICACIÓN: Quinto semestre T. P. L. U.: 5, 2, 0, 6 DEPARTAMENTO: Estructuras JUSTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES Para diseñar o revisar las partes de una estructura se hace necesario conocer, en primer lugar, las características del material con el que se fabrica así como las dimensiones que deben proporcionarse a estos elementos, con el fin de asegurar que sean capaces de soportar una determinada fuerza, producto de las solicitaciones usuales o eventuales que soporte la estructura. El funcionamiento adecuado de una estructura requiere el cumplimiento de ciertos niveles mínimos de resistencia y de rigidez, con el fin de evitar fallas y deformaciones que produzcan efectos desfavorables en la misma. El diseño debe ser lo suficientemente equilibrado como para proveer a la estructura de las características antes mencionadas sin un gasto excesivo de material. El estudiante debe dominar los fundamentos de la Estática de los cuerpos rígidos, y ser capaz de analizar y resolver problemas usando los principios básicos de la Mecánica. El objetivo de la materia es la determinación de las relaciones existentes entre las fuerzas aplicadas a los cuerpos y la aparición de un esfuerzo interno y de una deformación ligada a éste. El conocimiento de estas relaciones permitirá el diseño o revisión de los elementos estructurales. 17

18 ESPECIFICOS Continuar con el proceso de análisis de estructuras iniciado con la Estática, con el fin de incluir las relaciones esfuerzo deformación como herramienta de diseño. Así mismo, completar la base conceptual que permita resolver estructuras hiperestáticas. CONTENIDO TEMA 1. ESFUERZOS (5 horas). Introducción. Definición de fuerzas internas. Definición de esfuerzos. Esfuerzo axial, esfuerzo cortante, presión de contacto. Deformaciones asociadas a cada uno de los esfuerzos. Cilindros y esferas de pared delgada. TEMA 2. DEFORMACIÓN AXIAL (10 horas). Introducción. Diagramas de esfuerzo. Deformación. Ley de Hooke. Deformación axial. Relación de Poisson. Deformación según dos y tres ejes. Elementos estáticamente indeterminados. Esfuerzos por temperatura. TEMA 3. ESFUERZOS EN VIGAS (13 horas). Introducción. Revisión de conceptos de fuerza cortante y momento flector y de la relación entre carga, fuerza cortante y momento flector. Deducción de las fórmulas de la flexión. Cálculo de la magnitud y posición de la fuerza resultante de los esfuerzos en un área parcial de la sección transversal. Deducción de la fórmula del esfuerzo cortante horizontal. Relación entre el esfuerzo cortante horizontal y vertical. Flujo cortante. Aplicaciones al dimensionamiento de vigas y por corte y flexión. Vigas heterogéneas. Centro de corte. TEMA 4. DEFORMACIONES EN VIGAS (25 horas). Método de la doble integración. Método de superposición de efectos. Aplicación de estos métodos a vigas hiperestáticas y continuas. TEMA 5. TORSIÓN (3 horas). Torsión simple. Esfuerzo cortante por torsión. Aplicaciones. Conexiones. Uniones remachadas simples. 18

19 TEMA 6. ESFUERZOS COMBINADOS (7 horas). Esfuerzos combinados. Núcleo de sección. Columnas cortas. Círculo de Mohr. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Clases magistrales. Clases prácticas. Recursos habituales en el dictado de clases magistrales: Tiza, pizarrón, salones adecuados. Disponibilidad en Biblioteca de la bibliografía recomendada. Se realizarán un total de cuatro exámenes. Los tres primeros tendrán un valor del 20% de la nota final. El último examen, con un valor del 40%, versará sobre aquellos temas considerados esenciales en la materia, independientemente de sí se han evaluado o no en los exámenes anteriores. Además se realizarán trabajos, proyectos o exposiciones que se evaluarán como parte de los tres primeros exámenes, a criterio del profesor. Beer, F. y Johnston, E. R. Mecánica de Materiales. Editorial McGraw-Hill. Gere y Timoshenko. Mecánica de Materiales Grupo Editorial Iberoamericano. Higdon, Ohlsen, Stiles y Weese. Mecánica aplicada a la Resistencia de Materiales. CECSA. Mott, R.L. Resistencia de Materiales aplicada. Editorial Prentice- Hall. Popov, E. "Introducción a la Mecánica de Sólidos". Singer, F. & Pytel, A. "Resistencia de Materiales" Editorial Harla. Timoshenko y Gere. "Resistencia de Materiales" Editorial Urmo 19

20 IDENTIFICACIÓN: MATERIA: TOPOGRAFÍA II CODIGO: IC 5132 PRELACION: UBICACIÓN: Topografía I y Programación Quinto semestre T. P. L. U.: 2, 0, 2, 3 DEPARTAMENTO: Vías JUSTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS Aplicar los métodos y procedimientos básicos dados en Topografía para la presentación de puntos sobre planos acotados mediante sus coordenadas planimétricas y altimétricas. Técnicas de replanteo e incorporación de la computadora como herramienta para el desarrollo de una topografía moderna. El alumno debe dominar todos los conocimientos impartidos en la materia de Topografía I. Además debe manejar programas de aplicación tipo CAD, hojas de cálculo y base de datos. Determinar la posición de puntos sobre la superficie terrestre en base a sus coordenadas y su representación en el plano. Conocer y comprender los métodos de levantamiento altimétrico a utilizar, incluyendo sus alcances y limitaciones. Manejar instrumentos topográficos altimétricos Elegir la instrumentación correspondiente para realizar un levantamiento. Realizar el trabajo de campo: Mediciones de ángulos y distancias y su registro en libreta de campo. 20

21 Procesar los datos de campo: Elaboración de cálculos con base en los datos registrados para determinar ubicaciones, áreas, etc. Elaborar la representación grafica de los datos o medidas para obtener un plano o mapa, o para transcribir los datos a un formato digital. CONTENIDO TEMA 1: ALTIMETRÍA (10 horas). Introducción. Definición del campo topográfico altimétrico. El nivel de ingeniero. Tipos de nivelación: Trigonométrica, clisimétrica, eclimétrica, y geométrica. Nivelación de perfiles. TEMA 2: LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS EXPEDITOS (2 horas). Generalidades. Definición de Taquimetría y constante taquimétrica. Levantamiento taquimétrico. Levantamientos con Estación total Aplicaciones. TEMA 3: APLICACIÓN DE LAS NIVELACIONES (8 horas). Aplicaciones de las nivelación: Planos acotados, curvas de nivel, perfiles longitudinales y transversales, trazado en el plano, cálculo de áreas y volúmenes, etc. TEMA 4: CURVA CIRCULAR SIMPLE (8 horas). Elementos principales de la curva circular simple. Replanteo por coordenadas cartesianas, polares y de deflexión. Calculo de los parámetros de replanteo. Procedimiento de campo. TEMA 5: REPLANTEO DE OBRAS CIVILES (4 horas). Replanteo de puntos de referencia para guiar trabajos de construcción en general. Evaluación de acuerdo al desempeño del alumno en campo. TEMA 6: SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (6 horas). Definiciones generales. Aplicaciones en topografía. Modelos de datos: Modelo vectorial y modelos Raster. Digitalización vectorial y raster y entrada de datos temáticos. Composición de mapas y reportes. Introducción al análisis espacial y modelado cartográfico. Aplicaciones de SIG. 21

22 PRÁCTICAS DE LABORATORIO PRÁCTICA 1: DESCRIPCIÓN Y USO DE LOS APARATOS ALTIMÉTRICOS (2 horas). Eclímetro, clisímetro, nivel de mano (Locke y Abney), nivel de ingeniero, altímetro. Aplicaciones de campo. Nivelación eclimétrica y nivelación clisimétrica. PRÁCTICA 2: NIVELACIÓN GEOMÉTRICA (2 horas). Geométrica desde el extremo y desde el medio de una línea. Levantamiento de perfiles, cálculo y representación gráfica. PRÁCTICA 3: LEVANTAMIENTO DE SUPERFICIES MÉTODO DE LA CUADRÍCULA (2 horas). Método de la cuadrícula. Área aproximada 25 m x 25 m. Entrega del plano a curvas de nivel. Usos de software tipo CAD. PRÁCTICA 4: LEVANTAMIENTO DE SUPERFICIES. MÉTODO DE SECCIONES. APLICACIONES (2 horas). Método del perfil longitudinal y secciones transversales. Plano de la faja acotada con curvas de nivel. Como aplicación, el cálculo de un perfil longitudinal y secciones transversales, cálculo de los volúmenes de corte y relleno. PRÁCTICA 5: LEVANTAMIENTO DE SUPERFICIES. MÉTODOS EXPEDITOS (2 horas). Levantamiento por el método de radiación. Levantamiento plano altimétrico de la superficie utilizando taquimetría. Levantamiento de detalles. Cálculos y representación gráfica de los resultados a una determinada escala. Usos de software tipo CAD. PRÁCTICA 6: REPLANTEO DE CURVA CIRCULAR (2 horas). Replanteo de puntos principales de la curva circular. Replanteo de la curva por el método de coordenadas polares. Cálculos y representación gráfica. 22

23 PRÁCTICA 7: REPLANTEO DE CURVA CIRCULAR (2 horas). Replanteo de curva circular por los métodos de coordenadas cartesianas y deflexión de la tangente. Cálculos y representación gráfica a una determinada escala. PRÁCTICA 8: REPLANTEO GENERAL Y DE OBRAS CIVILES (2 horas). Replanteo de una línea, de dos líneas `perpendiculares, de dos líneas que forman un ángulo cualquiera. Replanteo de puntos de referencia para guiar trabajos de construcción. PRÁCTICA 9: REPRESENTACIÓN DIGITAL DE LOS DE LOS DATOS GEOGRÁFICOS (2 horas). Modelos de datos: vectorial y raster. Usos de software tipo CAD. PRÁCTICA 10: ENTRADA, CONSULTA Y DESPLIEGUE DE DATOS GEOGRÁFICOS (2 horas). Digitalización vectorial y raster y entrada de datos temáticos. Búsqueda espacial y temática. Composición de mapas y reportes. PRÁCTICA 11: INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS ESPACIAL Y MODELADO CARTOGRÁFICO (2 horas). Definición de análisis espacial y modelado cartográfico. Tipos de análisis espacial y modelado cartográfico. Aplicaciones de SIG. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN Clases magistrales y prácticas. Visitas de campo. Los habituales en el dictado de clases: pizarrón, tiza, marcadores, borrador. Retroproyectores de transparencias y opacos. Equipos de video beam. Equipos de laboratorio. Exámenes teóricos y prácticos. Presentación de informes. 23

24 BIBLIOGRAFÍA Alcántara, García (1990). Topografía. Editorial McGraw Hill, México. Ballesteros Tena, Nabor (1994). Topografía. Editorial Limusa. ISBN Barboza Woolls, Carlos (1972). Topografía básica. Teoría y Prácticas. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. Bennister A. (1994). Técnicas modernas en Topografía. Alfaomega, México. Brinker, R., y Wolf, P. Topografía moderna. Editorial Harla, México. Casanova Matera, Leonardo. Topografía. Publicaciones ULA. Costantini, Walter. Topografía I y II. Publicaciones ULA. Domínguez García-Tejeros, Francisco (1968). Topografía general y aplicada. Editorial Dossat, Madrid (España). Jordan, Wilhezm. Tratado general de Topografía. Tomo I, Barcelona. Gili, Pasini, Claudio. Tratado de Topografía. Segunda Edición. Ediciones Gili, Philip, Kissan. Topografía para Ingenieros. España. Ediciones del Castillo, Prieto y Villarreal, Emilio. Manual de Topografía, lecciones sumarias para levantamiento de planos, París. Torres, Álvaro. Topografía. Editorial Norma, Bogotá- Colombia. 24

25 IDENTIFICACIÓN MATERIA: MECÁNICA DE LOS FLUIDOS I CÓDIGO: IC 4142 PRELACIÓN: Cálculo 40 y Mecánica Racional 20 UBICACIÓN: Quinto semestre T. P. L. U: 3, 1, 2, 4 DEPARTAMENTO: Hidráulica y Sanitaria JUSTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS Los conocimientos básicos necesarios para entender y resolver los problemas relacionados con la estática y la cinemática de los fluidos son imprescindibles para un diseño adecuado de las obras hidráulicas. Para lograr un entendimiento total de los conceptos impartidos, el estudiante debe dominar el cálculo diferencial e integral de funciones de varias variables y sus aplicaciones, resolver ecuaciones diferenciales simples y tener conceptos claros sobre las leyes físicas fundamentales. Establecer los principios físicos relacionados con la estática y la cinemática de los fluidos. Caracterizar los fluidos e identificar los diferentes tipos de flujo existentes. Plantear y resolver problemas relacionados con la ley hidrostática de presiones. Aplicar las ecuaciones de energía y cantidad de movimiento a la resolución de problemas en tuberías y canales. Aplicar el análisis dimensional y la semejanza dinámica a los problemas de mecánica de los fluidos. 25

26 CONTENIDO TEMA 1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS (4 horas). Ciencias afines. Propiedades físicas de los fluidos. Viscosidad. Densidad. Peso específico. Presión. Leyes de los gases. Módulo de elasticidad. Tensión superficial. Capilaridad. Medida de la viscosidad. TEMA 2. HIDROSTÁTICA (18 horas). Presión en un punto. Ecuación fundamental de la hidrostática. Unidades. Medidas de la presión. Manómetros. Fuerza sobre superficies planas sumergidas. Fuerzas sobre superficies curvas sumergidas. Sus componentes. Flotación y sustentación hidráulica. Fluidos sometidos a equilibrios relativos: con aceleración lineal, con rotación uniforme. TEMA 3. ECUACIONES DEL MOVIMIENTO (20 horas). Tipos de Flujo. Velocidad y aceleración. Líneas de corriente. Ecuación de continuidad. Ecuaciones de energía: Euler, Bernoulli. Hipótesis unidimensionales. Líneas de energía. Adición u sustracción de energía. Orificios. Vertederos. Ecuación de cantidad de movimiento. Aplicaciones a estructuras de flujo abierto. Resalto. Propulsión a chorro. Hélices. Potencia de la maquinaria hidráulica. TEMA 4. ANÁLISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA DINÁMICA (4 horas). Homogeneidad dimensional. El teorema π. Parámetros adimensionales pertinentes. Modelos. TEMA 5. FLUJO DE FLUIDOS REALES EN RELACIÓN CON SU RESISTENCIA VISCOSA (18 horas). El número de Reynolds. Flujo laminar y turbulento. Flujo laminar entre placas planas. Flujo laminar en tuberías. Flujo turbulento. Medida de la turbulencia. Longitud de mezcla de Prandtl. Distribución de velocidades en flujo turbulento. Capa límite. Separación. Fuerzas de resistencia al flujo turbulento. Resistencia sobre cuerpos sumergidos. 26

27 PRÁCTICAS DE LABORATORIO PRÁCTICA 1. EXPERIMENTO DE REYNOLDS (2 horas). Comprobación experimental del flujo laminar y turbulento en una tubería. Determinación del número de Reynolds crítico. PRÁCTICA 2. AFORO DE TUBERÍAS (2 horas). Estudio de la parábola de salida de un chorro en la sección terminal de una tubería. Determinación piezométrica y volumétrica del caudal. PRÁCTICA 3. LÍNEA DE ENERGÍA Y AFORADOR DE VENTURI (2 horas). Dibujo de las líneas de energía. Curva de gasto y coeficiente de gasto del aforador. PRÁCTICA 4. CALIBRACIÓN DE UN VERTEDERO (2 horas). Establecimiento de las ecuaciones experimentales. Comparación con la fórmula de Rehbock en un vertedero rectangular. PRÁCTICA 5. CALIBRACIÓN DE UNA COMPUERTA DE ADMISIÓN INFERIOR (2 horas). Características que determinan el gasto. Coeficientes de contracción y descarga. PRÁCTICA 6. AFORO DE UN CANAL CON MOLINETE (2 horas) Ecuaciones de los molinetes. Ubicación del molinete. Medición de velocidades. Cálculo del caudal total. METODOLOGÍA RECURSOS Clases magistrales, clases prácticas y prácticas experimentales de laboratorio en los temas descritos en el programa. Recursos habituales en el dictado de clase magistrales: tiza, pizarrón y salones adecuados. Disponibilidad de la bibliografía recomendada en la biblioteca. Laboratorio de Hidráulica equipado con canales y tuberías, equipos de medición de presión, equipos de aforo, compuertas, etc. 27

28 EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Exámenes teórico-prácticos. Informes de las prácticas de laboratorio. Examen final de laboratorio con porcentaje en la nota definitiva. Aguirre, J., Flórez, I., Macagno, E. Mecánica de Fluidos fundamental. ULA. Aguirre, J., Jáuregui, E. Guía de trabajos prácticos. ULA. Fox, R. y McDonald, A. Introducción a la Mecánica de los Fluidos. McGraw Hill. Rouse, H. DE. JOHN. Elementary Mechanics of Fluids. Willey & Sons. Streeter, W. Mecánica de los Fluidos. McGraw-Hill. White, F. Mecánica de los Fluidos.McGraw-Hill. 28

29 IDENTIFICACIÓN MATERIA: SANEAMIENTO AMBIENTAL CÓDIGO: IC 4131 PRELACIÓN: UBICACIÓN: Estadística y Química II Quinto semestre T. P. L. U: 2, 1, 1, 3 DEPARTAMENTO: Hidráulica y Sanitaria JUSTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS Impartir a los estudiantes los conocimientos básicos necesarios sobre enfermedades de transmisión hídrica y sus agentes transmisores; definición de aguas naturales y aguas servidas, calidad y tratamiento de las aguas y el manejo de desechos sólidos. Para lograr un cabal entendimiento de esta materia, el estudiante debe dominar los conceptos estadísticos de manejo de universo de datos y los químicos de molaridad, solubilidad y concentración. Al finalizar el curso, el estudiante debe estar en capacidad de definir las posibles soluciones relacionadas con el tratamiento de agua proveniente de un determinado abastecimiento y con la disposición final de las aguas servidas, para una población determinada. Conocer los agentes transmisores de enfermedades a través del agua. Definir el tratamiento a aplicar en función de la calidad de la fuente abastecedora. 29

30 Conocer los métodos de disposición de las aguas servidas de uso domestico e industrial. Estar consciente del impacto ambiental de la disposición de las aguas servidas y de los desechos sólidos. Tener conocimientos básicos sobre el manejo de desechos sólidos. CONTENIDO TEMA 1. INTRODUCCIÓN (3 horas). Definiciones. Terminología: Ambiente. Medio. Salud. Enfermedad. Metodología general aplicable a la determinación de las acciones de saneamiento ambiental. El medio ambiente. Impacto de las actividades de los seres humanos sobre el ambiente: satisfacción de necesidades naturales, satisfacción de necesidades adquiridas. Impacto del medio ambiente sobre los seres humanos. Riesgos ambientales. Consideraciones sobre la salud de las comunidades. Otras consideraciones. Mejoramiento de la calidad ambiental. El papel del Ingeniero Ambiental. TEMA 2. NOCIONES DE BIOESTADISTICA Y EPIDEMIOLOGÍA (6 horas). Biostadística: Estimaciones de población. Cómputo de tasas. Cómputo de razones. Cómputo de números índices. Cómputo de tasas específicas. Epidemiología: Definiciones. Enfoque comunitario versus individual. Interacciones entre: agente causal (etiológico), hospedero (reservorio), agente transmisor (vector) y ambiente. Endemicidad. Estudios epidemiológicos: propósito y metodología. TEMA 3. NOCIONES DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA. ESTUDIO DESCRIPTIVO DE ENFERMEDADES PARASITARIAS COMUNES EN VENEZUELA (6 horas). Conceptos básicos de microbiología. Clasificación de los microorganismos. Nomenclatura. La naturaleza de las células biológicas. Requerimientos nutricionales. Efectos ambientales. Microorganismos comunes: Virus. Ricketsias. Bacterias. Hongos. Algas. Protozoarios. Otros organismos importantes en salud pública. Rotiferos. Crustáceos. Anélidos. Enfermedades metaxénicas comunes en Venezuela: Malaria. Tripanosomiasis Americana o enfermedad de Chagas. Parasitosis intestinales: Anquilostomiasis y otras helmintiasis. 30

31 TEMA 4. ESTUDIO DESCRIPTIVO DE LAS AGUAS NATURALES Y RESIDUALES. NOCIONES SOBRE CALIDAD DEL AGUA (9 horas). Fuentes y usos de las aguas naturales. La importancia del agua. Uso para abastecimiento de Municipalidades: Fuentes de generación de aguas residuales. Caudales de aguas residuales. Uso para fines agrícolas. Requerimientos ecológicos de agua. Significado de las propiedades del agua: características fisicoquímicas y biológicas. Impurezas del agua y salud pública. Calidad del agua. Fundamentos para el establecimiento de estándares basados en la degradación mínima. Lineamientos filosóficos actualmente en boga en los EE.UU. y en Venezuela para el establecimiento de estándares. TEMA 5. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS PROCESOS DE PURIFICACIÓN Y TRATAMIENTO PARA AGUAS NATURALES Y RESIDUALES (6 horas). Proceso global de purificación para aguas de consumo. Operaciones y procesos unitarios. Procesos de tratamiento primario y secundario para aguas residuales. TEMA 6. ESTUDIO DE LAS ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES DE ORIGEN DOMESTICO PARA EL CASO DE PEQUEÑAS COMUNIDADES (6 horas). Métodos para el pretratamiento: Tanques sépticos. Tanques Imhoff. Filtros anaerobios. Características del proceso de disposición subsuperficial de efluentes: el subsuelo, capacidad de absorción, formación de la biocorteza. TEMA 7. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS DESECHOS SÓLIDOS: DEFINICIONES, CARACTERÍSTICAS Y PERSPECTIVAS DE MANEJO (6 horas). Tipos de desechos sólidos. Propiedades de los desechos sólidos. Composición química. Cambios en su composición. Flujo de los materiales en las sociedades. Reducción en la explotación y uso de materias primas. Reducción en las cantidades de desechos sólidos. Reutilización de desechos sólidos. Recuperación de desechos sólidos. Recuperación de energía. 31

32 PRÁCTICAS DE LABORATORIO PRÁCTICA 1. (4 horas). Estimaciones de población para Venezuela basadas en datos censales disponibles. Estimación de tasas y números índices, basados en datos reales de mortalidad tomados del Anuario de Epidemiología y Estadística Vital publicado por MSAS. Entrega de resultados. PRÁCTICA 2. (12 horas). Visita de campo al Río Albarregas; toma de muestras de agua en dos estaciones de muestreo (La Hechicera y Puente Belensate). Procesamiento de muestras en el Laboratorio de Sanitaria para determinar: temperatura, O.D. (en el sitio), alcalinidad, acidez, DBO 5, NMP/100 ml (microorganismos del grupo coliforme). Entrega de informe de laboratorio y resultados. PRÁCTICA 3. (4 horas). Visita de campo a la planta de purificación de agua Enrique Burgoin, ubicada en el Vallecito. Entrega de informe de visita de inspección evaluativa. PRÁCTICA 4. (4 horas). Práctica de laboratorio sobre caracterización de desechos sólidos: generación (en el ambiente doméstico); clasificación manual, determinación de las diferentes fracciones. METODOLOGÍA Enmarcar la asignatura dentro de los problemas ambientales de la región. Establecer programas de visitas dirigidas y charlas referidas a la búsqueda de la preservación del ambiente. Realizar prácticas de laboratorio para el análisis de parámetros caracterizados en la problemática ambiental. Complementar las actividades académicas vinculadas con la prevención y corrección de las condiciones que inciden sobre el ambiente. 32

33 RECURSOS EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Recursos habituales para el dictado de clases magistrales: Pizarrón, tiza y salones adecuados. Disponibilidad de medios de transporte para las visitas de campo. Laboratorio de Sanitaria provisto de equipos y de reactivos. Exámenes teóricos. Exámenes prácticos. Informes de las prácticas realizadas. Trabajos prácticos. Camel V., F. (1982). Estadística de salud pública y planificación de la salud. ULA. Camp, T. R. (1964). Water and its impurities. Reinhold Publishing Corporation, New York. Conn, E. y Stumpf, P. K. (1973). Bioquímica fundamental. Editorial Limusa. Hudson, H. E. (1981). Water clarification processes, practical design and evaluation. Van Nostrand Reinhold Company. Normas Sanitarias Venezolanas. Gaceta Oficial No. 752 Ext. Tatá, Gustavo. Diseño y cálculo de piscinas públicas y privadas. ULA. 33

34 SEXTO SEMESTRE 34

35 IDENTIFICACIÓN MATERIA: RESISTENCIA DE MATERIALES II CÓDIGO: IC 3142 PRELACIÓN: UBICACIÓN: Resistencia de Materiales I y Matemáticas Aplicadas Sexto semestre T. P. L. U.: 5, 2, 0, 6 DEPARTAMENTO: Estructuras JUSTIFICACIÓN La teoría de elasticidad, la cual constituye un poco más de la mitad del curso, se ha convertido en una herramienta fundamental del ingeniero estructural gracias al desarrollo del método de los elementos finitos y la introducción de la ingeniería asistida por computadora. Adicionalmente, la teoría de elasticidad constituye parte de la base necesaria para la comprensión adecuada de cursos más avanzados, tales como Concreto Armado, Mecánica de Suelos y Estructuras II. La segunda parte del curso está compuesta por una introducción al análisis no lineal de estructuras: teoría de columnas, en la que se describe y se cuantifica el concepto de pandeo y carga crítica de Euler y el análisis de estructuras elastoplásticas perfectas. Ambos conceptos son claves para el diseño y análisis moderno, en particular para estructuras de acero. Esta segunda parte constituye por lo tanto parte de la base fundamental para los cursos de Proyectos y eventualmente para la formación de postgrado del estudiante. REQUERIMIENTOS El estudiante debe dominar los principios básicos de la Resistencia de Materiales, la teoría de ecuaciones diferenciales ordinarias y el cálculo matricial. 35

36 OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS Proporcionar al estudiante los conocimientos básicos necesarios para asimilar adecuadamente los conceptos que se estudiarán en Estructuras II y en la práctica profesional. Adquirir conocimientos básicos de teoría de elasticidad que capaciten al estudiante para entender y aplicar el método de los elementos finitos. Conocer los fundamentos de la teoría de columnas para que sirvan de base a los cursos de diseño estructural en semestres posteriores. CONTENIDO TEMA 1. TEORÍA DE ESFUERZOS EN UN MEDIO CONTINUO (29 horas). Introducción. Qué es un medio continuo? Vector tensión. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante, unidades. Matriz de esfuerzos en un punto, convenio de signos. Relación entre el vector tensión y la matriz de esfuerzos. Rotación de esfuerzos normales. Rotación de esfuerzos cortantes. Transformación de la matriz de esfuerzos por cambio de base. Esfuerzos principales. Circulo de Mohr en 3 dimensiones. Esfuerzo cortante máximo. Criterios de límite elástico. Esfuerzos planos. TEMA 2. TEORÍA DE DEFORMACIONES (10 horas). Vector desplazamientos. Campo de desplazamientos. Deformaciones unitarias. Deformaciones angulares. Matriz de deformaciones en un punto. Rotación de deformaciones. Deformaciones principales. Deformación angular máxima y Círculo de Mohr en 3 dimensiones. TEMA 3. TEORÍA DE ELASTICIDAD Y APLICACIONES (29 horas). Fuerzas de volumen y fuerzas de superficie. Ecuaciones equilibrio. Condiciones de contorno. Leyes de comportamiento. Comportamiento elástico. Elasticidad isótropa. Planteamiento del problema elástico. Elasticidad en coordenadas cilíndricas. Cilindros de pared gruesa y de pared delgada sometidos a presión interna y/o externa. Tuberías sometidas a flexión y presión interna. Esfuerzos en una placa infinita con un agujero circular. 36

37 Concentración de esfuerzos en otros casos. Otros casos de utilidad práctica (vigas circulares, anillos sometidos a fricción externa, etc.) TEMA 4. TEORÍA DE COLUMNAS (20 horas). Repaso de la teoría de vigas en flexión, cálculo de flechas por los métodos de doble y cuádruple integración. Columnas bajo carga axial, concepto de carga crítica. Fórmulas de Euler para columnas largas. Columnas cargadas excéntricamente. Análisis de vigascolumnas. Limitaciones de las formulas de Euler. TEMA 5. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO PLÁSTICO (25 horas). Diagramas esfuerzo-deformación en metales. Limitaciones de la Ley de Hooke. Modelo elastoplástico perfecto. Análisis elastoplástico de estructuras sometidas a cargas axiales únicamente. Flexión elastoplástica perfecta, concepto de rótula plástica. Análisis elastoplástico de vigas columnas. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA Clases magistrales. Clases prácticas. Recursos habituales en el dictado de clases magistrales: tiza, pizarrón y salones adecuados. Proyector de transparencias. Disponibilidad de la bibliografía recomendada. Disponibilidad de equipos de computación. Exámenes teóricos y exámenes prácticos. Ortiz Berrocal, I. Elasticidad. Universidad Politécnica de Valencia, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, España Popov, E. P. Mecánica de Materiales Editorial Limusa, México, Ugural, A. y Fenster, S. Advanced Strength and Applied Elasticity. Elsevier, New York

38 IDENTIFICACIÓN MATERIA: MATERIALES Y ENSAYOS CÓDIGO: IC 3143 PRELACIÓN: UBICACIÓN: Resistencia de materiales I y Geología Sexto semestre T. P. L. U.: 2, 0, 2, 3 DEPARTAMENTO: Estructuras JUSTIFICACIÓN REQUERIMIENTOS OBJETIVOS GENERALES ESPECÍFICOS El estudiante de Ingeniería Civil debe manejar la información básica de los materiales que se usan en la construcción, lo que le permitirá desenvolverse sin problemas en el campo del diseño, construcción e inspección de obras civiles. El estudiante debe tener conocimientos básicos de geología y de resistencia de materiales. El objetivo de este curso consiste en dar al estudiante los conocimientos básicos sobre preparación, propiedades, aplicación y ensayo de los materiales de construcción de empleo más frecuente. Al finalizar el curso el estudiante debe estar en capacidad de reconocer y evaluar las características de los materiales de construcción y su empleo. 38

39 CONTENIDO TEMA 1. NOCIONES SOBRE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN DE MATERIALES COMUNES EN INGENIERÍA CIVIL (2 horas). Acero, Cemento Portland. Bitúmenes o Asfaltos. Naturaleza y propiedades. TEMA 2. COMPONENTES DEL CONCRETO AGREGADOS (5 horas). Propiedades Ensayos. Modulo de finura, tamaño máximo. Influencia de la humedad. TEMA 3. COMPONENTES DEL CONCRETO-CEMENTO (2 horas). Propiedades. Ensayos. Clasificación. TEMA 4. COMPONENTES DEL CONCRETO-AGUA (1 hora). Propiedades. Ensayos TEMA 5. PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO (2 horas). Concreto fresco: trabajabilidad, ensayo. Concreto endurecido: propiedades físicas y mecánicas, ensayos. Ensayos no destructivos. TEMA 6. ADITIVOS PARA CONCRETO (1 hora). Definición. Tipos. Usos. TEMA 7. MANEJO DEL CONCRETO (2 horas). Mezclado. Transporte. Colocación. Compactación. Curado. TEMA 8. DISEÑO DE MEZCLAS (4 horas). Resistencia de diseño. Diseño y dosificación. TEMA 9. REPASO DE PRINCIPIOS DE ESTADÍSTICA (2 horas). Conceptos estadísticos, promedio, desviación estándar, coeficiente de variación, histogramas de frecuencia. Distribución de probabilidad. Distribución normal Distribución t. 39

40 TEMA 10. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO (2 horas). Criterios para la supervisión, en obra, del mezclado, colocación y curado del concreto. TEMA 11. ACEROS DE REFUERZO (2 horas). Propiedades. Aceros de alta resistencia, Ensayos. Usos. Corrosión y protección. TEMA 12. MAMPOSTERÍA (2 horas) Adobe, bloque y ladrillo. Mampostería reforzada: confinada; con refuerzo interno. TEMA 13. OTROS MATERIALES: MADERA, CAL, YESO, ASFALTO, IMPERMEABILIZANTES, VIDRIO, PLÁSTICO, PINTURA (4 horas) Propiedades. Ensayo. Usos. PRÁCTICAS DE MATERIALES Y ENSAYOS PRÁCTICA 1: PRÁCTICA 2: PRÁCTICA 3: Porcentaje de humedad. Análisis colorimétrico del agregado fino. Peso unitario del agregado grueso. Peso unitario del agregado fino. Análisis granulométrico del agregado fino. Análisis granulométrico del agregado grueso. Material más fino que el Tamiz N 200. Porcentaje de desgaste del agregado grueso en la Máquina de Los Ángeles. Peso específico y absorción del agregado grueso. Peso específico del agregado fino. Consistencia normal del cemento hidráulico. Tiempo de fraguado del cemento hidráulico. Finura del cemento por medio del Tamiz N 200. Peso específico del cemento hidráulico. 40

41 PRÁCTICA 4: PRÁCTICA 5: PRÁCTICA 6: PRÁCTICA 7: Preparación de un mortero de cemento hidráulico para ensayos de resistencia a la compresión (cubos) y tensión (briquetas). Compresión de medio ladrillo de arcilla. Flexión de un ladrillo de arcilla. Absorción de bloques de arcilla. Ruptura de cubos y briquetas a los 7 días. Preparación de un diseño de mezcla para dos cilindros y una viga. Ensayo de asentamiento para medir la consistencia del concreto fresco de cemento Portland. Fabricación y curado de muestras destinadas a ensayos de flexión y compresión de concreto en el laboratorio. Preparación y colocación del Capin. Ensayo para medir la resistencia a la compresión de cilindros a los 7 días en la Máquina Universal. Tensión del acero en la Máquina Universal. Tensión de soldadura. Ruptura de briquetas a los 28 días. Ruptura de cubos a los 28 días. Ruptura de un cilindro a los 28 días. Ruptura de una viga a flexión a los 28 días, con cargas en los puntos tercios. Ruptura de pila y murete. METODOLOGÍA RECURSOS EVALUACIÓN Clases magistrales, clases prácticas y de laboratorio. Recursos habituales en el dictado de clases magistrales: tiza, pizarrón, aulas adecuadas. Disponibilidad de la bibliografía recomendada. Laboratorio de Materiales adecuadamente equipado. Exámenes teóricos, prácticas de laboratorio, prácticas calificadas y trabajos prácticos. 41

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