Programa Diseño Estructural

Transcripción

1 1. Identificación Programa Diseño Estructural División académica Ingenierías Departamento Ingeniería Civil y Ambiental Programa académico Ingeniería Civil Nombre de la asignatura Diseño Estructural Código de la asignatura ICI-7052 Prerrequisitos ICI-4031 Correquisitos ICI-7110 Número de Créditos 3 Intensidad Horaria 3 (3 teóricas) Tipo de curso Obligatorio Período Académico Coordinador del curso Albert Ortíz Ubicación del coordinador del curso Bloque K octavo piso (8-30K) Horario de atención de estudiantes coordinador del curso - NRC 3380 Sección 4 Profesor de la sección Andrés Fernando Guzmán (8-33K) Horario de atención de estudiantes profesor de la sección Cita previa. faguzman@uninorte.edu.co Horario de clases Martes 16:30-18:30 (43K) Jueves 08:30-09:30 (21G1) 2. Descripción sintética de la asignatura En la asignatura Diseño Estructural se estudian los conceptos sobre diseño a flexión, tracción diagonal, torsión, columnas, cimentaciones, anclaje y detallado del refuerzo, cálculo de deflexiones, evaluación de cargas laterales y losas en una y dos direcciones de los elementos estructurales de concreto reforzado, y se darán procedimientos y formulaciones básicas para su diagnóstico y diseño conforme a teorías modernas concordantes con el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10). 1/7

2 3. Justificación Uno de los principales campos de acción de la ingeniería civil es el diseño de estructuras, entre las cuales las de concreto reforzado tienen en nuestro medio, especial relevancia debido a que la mayoría de las edificaciones son y se siguen construyendo mayoritariemante en concreto reforzado. Es de primordial importancia que el estudiante de Ingeniería Civil adquiera práctica en los conocimientos necesarios para el diseño de las mismas. 4. Objetivos General: Familiarizar al estudiante con el comportamiento estructural de concreto reforzado bajo cargas de diseño y servicio. De igual manera inducirlos para que comprendan los principios fundamentales de la mecánica estructural, comportamiento elástico e inelástico de estos elementos y entrenarlos en el manejo de las normas, criterios y técnicas modernas para el diseño de estructuras de concreto reforzado. Objetivos específicos: Al terminar la actividad, el estudiante debe ser capaz de: Diseñar con metodología apropiada elementos de concreto reforzado y diagnosticar con bases en los principios fundamentales de la mecánica, el comportamiento, resistencia y deformación de los diversos elementos estructurales de forma y dimensiones dadas bajo la acción de cargas impuestas. Diseñar por medio de técnicas y normas, elementos y conjuntos estructurales como: vigas, losas, columnas y cimentaciones superficiales. Emplear software especializado en el diseño de estructuras de hormigón. Desarrollar en los estudiantes habilidades de comunicación oral y escrita mediante exposiciones, talleres y discusión de casos. 5. Resultados de aprendizaje Al finalizar el curso, el estudiante deberá tener las siguientes competencias: Evaluar, combinar y aplicar cargas muertas, vivas, de viento y sísmicas. Entender y aplicar los factores de seguridad y los estados limites. Diseñar y revisar a flexión vigas rectangulares, I y T. Diseñar y revisar a cortante vigas rectangulares, I y T. 2/7

3 Diseñar a flexión y cortante losas macizas y aligeradas en una dirección. Comprender y realizar despieces, anclajes y traslapos de vigas, columnas y zapatas. Calcular y verificar deflexiones en vigas. Construir diagramas de interacción para columnas. Diseñar y revisar columnas cortas y esbeltas. Calcular y diseñar zapatas aisladas con ó sin momentos. Calcular y diseñar cimientos combinados tipos placa y T invertidas. Expresar en forma gráfica, oral y escrita los resultados de un diseño estructural. o Student outcomes - SO Este curso contribuye en el desarrollo de los siguientes resultados de aprendizaje de acuerdo con los Criterios c e i de ABET: c) Capacidad de diseñar un sistema, componente o proceso deseado para satisfacer las necesidades con limitaciones reales, tales como económicas, ambientales, sociales, políticas, éticas, de salud y seguridad, de fabricación, y de sostenibilidad. i) Reconocimiento de la necesidad y la capacidad de participar en el aprendizaje continuo. 6. Metodología Presentación teórica en clase de los distintos temas, desarrollos de fórmulas de diseño y su aplicación de acuerdo al Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR- 10). Elaboración de Problemas típicos en el tablero para la comprensión de la parte teórica previamente expuesta. Discusión sobre resultados obtenidos y procedimientos de diseño. Asignación de problemas para que el estudiante lo resuelva en casa, visitas a obras y trabajos para discutir. Reglas de Juego Es indispensable que el estudiante lea el tema de la clase con anterioridad a ésta. En la ejecución de los informes, se recomienda: individualidad, pulcritud, exactitud, orden y puntualidad. La presentación debe ser en hoja tamaño carta. No se aceptarán informes entregados fuera del horario establecido. Los informes solo serán recibidos al comienzo de la clase. Si un estudiante falta a la presentación de una evaluación debidamente programada, podrá ser calificado con cero (0.0). Referirse al Reglamento Estudiantil (2012). Para aprobar el curso, es requisito indispensable tener un promedio igual o superior a El estudiante que exceda el 25% de ausentismo (25% de las horas totales de clase) pierde el derecho a presentar examen final (nota: 0.0). 3/7

4 No se permite el uso de celulares durante los exámenes. Todo tipo de Fraude será penalizado de acuerdo a los procedimientos disciplinarios institucionales, sin excepción. 7. Medios Para cumplir con los objetivos impuestos se utilizarán los siguientes medios. Planos estructurales Material literario y audiovisual Artículos de revistas técnicas especializadas. Programas especializados. 8. Contenidos 8.1 Filosofía del diseño estructural Conceptos fundamentales. El Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10). Métodos de análisis y criterios de diseño. Sistemas estructurales. Estados límites. Tiempo: 3 horas (Semana 1) 8.2 Evaluación de cargas Cargas muertas. Cargas vivas. Cargas de viento (amenaza eólica, método simplificado). Cargas sísmicas (amenaza sísmica, método de la FHE). Combinaciones de cargas. Tiempo: 6 horas (Semanas 2 y 3) 8.3 Diseño a flexión Hipótesis del método elástico y del diseño a la rotura. Diseño y revisión de vigas con secciones rectangulares: o Deducción de las fórmulas. o Tipos de secciones (balanceadas, sub-reforzadas, sobre-reforzadas) o Cuantías (mínima, balanceada, máxima) 4/7

5 o Secciones doblemente reforzadas. Diseño y revisión de vigas con secciones en T e I o Tipos de vigas. o Ancho efectivo de las alas. o Cuantías (mínima, máxima) o Diseño de losas macizas y aligeradas en una dirección. Tiempo: 9 horas (Semanas 4 a 6) 8.4 Diseño a cortante Teoría básica. Comportamiento y modos de falla. Resistencia al cortante (concreto, acero) Refuerzo mínimo. Límite de espaciamiento para el refuerzo. Requisitos del NSR-10. Tiempo: 6 horas (Semanas 7 y 8) 8.5 Anclaje, traslapo y detallado del refuerzo Especificaciones según el NSR-10 Longitudes de desarrollo. Traslapos. Despieces. Detalles generales e interpretación de planos. Tiempo: 3 horas (Semana 9) 8.6 Deflexiones Principios básicos. Especificaciones según el NSR-10 Momento de inercia efectivo. Deflexiones inmediatas o elásticas. Deflexiones a largo plazo o inelásticos. Deflexiones máximas permitidas. Control del agrietamiento. Tiempo: 3 horas (Semana 10) 5/7

6 8.7 Columnas Tipos de columnas. Especificaciones según el NSR-10 Elaboración de los diagramas de interacción. Diseño de columnas cortas. Longitud efectiva de pandeo. Carga critica de pandeo lateral. Método para diseño de columnas esbeltas de acuerdo al NSR-10 Programas de computadora para verificación y diseño. Tiempo: 9 horas (Semanas 12 a 14) 8.8 Cimentaciones superficiales Conceptos sobre distribución de las presiones sobre el suelo. Conceptos sobre rigidez de cimientos y la interacción suelo-estructura. Diseño de cimentaciones aisladas y concéntricas con ó sin momento. Diseños de cimientos continuos para muros. Diseño de cimientos enlazados con vigas de enlace o rigidez. Conceptos sobre vigas de amarre. Tiempo: 6 horas (Semanas 15 y 16) 9. Evaluación PRUEBA TÓPICOS VALORACIÓN CRITERIO ABET FECHA Primera evaluación (M) % C 20 de febrero Segunda evaluación (M) % C, I 20 de marzo Tercera evaluación % C 24 de abril Evaluación Final % C,I 29 de mayo 6/7

7 10. Referencias bibliografías Textos guía o Segura Jorge. Estructuras de Concreto NSR-10. Universidad Nacional de Colombia. Séptima Edición, o Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 Comité AIS-100 Subcomité Concreto Estructural Bogotá D. C., Otras referencias o Jack McCormac y Russell Brown. Diseño de Concreto Reforzado Octava Edición Alfaomega o James K. Wight and James G. MacGregor. Reinforced Concrete Mechanics and Design Sixth Edition Pearson Prentice Hall USA, o Arthur Nilson, David Darwin and Charles Dolan. Design of Concrete Structures. 13th Edition. Mc Graw-Hill o Park, Paulay, Estructuras de concreto reforzado. Limusa. o Eduard G. Nawy. Reinforced Concrete. A fundamental Aproach. 6 Edition. Prentice Hall, o American Concrete Institute ACI Comité 318 Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S-08) y Comentario Publicado en la República de Colombia por la Seccional Colombiana del Instituto Americano del Concreto bajo autorización del American Concrete Institute ACI. Bogotá D. C., o José Calavera. Proyecto y Calculo de Estructuras de Hormigón Armado para Edificios. Tomo I y II. INTEMAC. o American Concrete Institute. STRUCTURAL JOURNAL, o American Concrete Institute. MATERIALS JOURNAL. o Roberto Rochel A. Hormigón Reforzado, 6 edición, Editorial Digital Express. o Roberto Rochel A. Análisis y Diseño Sísmico de Edificios NSR-10, Segunda Edición, Recursos en la Red Autor y fecha de elaboración (actualización) Andrés Fernando Guzmán 23 de enero de /7