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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

SÍLABO CURSO: MODELACIÓN MECÁNICA I.

II.

INFORMACIÓN GENERAL CÓDIGO CARÁCTER DEL CURSO SEMESTRE CÉDITOS HORARIO

: : : : :

DOCENTE

:

3103 MODELACIÓN MECÁNICA OBLIGATORIO V 4 Lunes 07:00 am – 8:30 am Miércoles 07:00 am – 8:30 am ING. JULIO ANTONIO VARGAS CAMPOS (e-mail: [email protected])

SUMILLA DEL CURSO La presente asignatura tiene como fin, brindar a los estudiantes las bases teóricas y métodos prácticos – experimentales del comportamiento de estructuras, de tal forma que el estudiante genere aptitudes que le permitan desarrollar la concepción de un modelo estructural óptimo para un determinado fin. Para lo cual se presentan capítulos que abordan desde las nociones más básicas hasta la introducción a herramientas de cálculo estructural de acorde a los avances tecnológicos contemporáneos, que serán los pilares para el desarrollo de posteriores cursos de cálculo de estructuras.

III.

COMPETENCIAS -

IV.

Impartir los conocimientos teóricos y prácticos básicos del comportamiento estructural, buscando representar mediante un diagrama el comportamiento real de una estructura. Investigar y analizar conocimientos teóricos y prácticos de las bases fundamentales del análisis estructural. Generar la motivación necesaria para conceptuar la idea de una estructura determinada; es decir tener la idea del comportamiento futuro de la estructura. Conocer con claridad los diferentes sistemas estructurales, precisando conceptos de los materiales usados y su comportamiento estructural.

UNIDADES DE APRENDIZAJE CAPITULO I

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

:

ORIGEN, PRINCIPIO Y CLASIFICACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS

Introducción Concepto y Principio Estructural Modelación o Modelado Idealización Cargas Estáticas y Dinámicas Clasificación de las Estructuras

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CAPITULO II

:

TEORÍA ESTRUCTURAL

2.1 Mecánica 2.2 Resistencia de Materiales 2.3 Grados de Indeterminación 2.3.1 Indeterminación Estática 2.3.2 Indeterminación Cinemática 2.3.3 Estructuras Isostáticas e Hiperestáticas 2.4 Cálculo del Grado de Indeterminación o Hiperestaticidad 2.5 Sistema de Coordenadas 2.5.1 Sistema de Coordenadas Global 2.5.2 Sistema de Coordenadas Local 2.6 Nociones Fundamentales de la Matriz de RIGIDEZ K 2.7 Práctica Calificada N° 1 y/o Asignación de Trabajo Práctico N° 1

CAPITULO III

:

SISTEMAS ARMADOS

3.1 3.2 3.3 3.4

Cables arriostrados Armaduras Marcos Especiales Introducción al análisis y diseño de Miembros a Tensión 3.4.1 Área Neta y Área bruta de Miembros 3.4.2 Diseño Por Fluencia 3.4.3 Diseño Por fractura 3.5 Introducción al análisis y diseño de Miembros a Compresión Axial 3.5.1 Control de la Esbeltez 3.5.2 Control del Pandeo 3.5.3 Cálculo de la Carga Ultima por compresión 3.6 Seminario de Ejercicios Básicos

EXAMEN PARCIAL (EP)

CAPITULO IV 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

:

SISTEMATIZACIÓN DEL CÁLCULO ESTRUCTURAL

Introducción Análisis Estructural Método y Contenido Método Intrínseco de Cálculo de Estructuras Teoría, Técnicas y Aplicaciones Propuesta de Software Estructural

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ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CAPITULO V 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7

SISTEMAS DE MARCOS

Columnas y Muros Vigas y Losas Marcos (Pórticos) Introducción al Dimensionamiento de Columnas Introducción al Dimensionamiento de Vigas Seminario de Ejercicios y/o Uso de Softwares Afines Práctica Calificada N° 2 y/o Asignación de Trabajo Práctico N° 2

CAPITULO VI 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

:

:

SISTEMAS FUNICULARES

Cables en Catenaria Carpas Neumáticos Arcos Bóvedas

CAPITULO VII

:

SISTEMAS DE CASCARONES

:

MODELACIÓN CONTEMPORANEA

7.1 Cascarones 7.2 Placas Dobladas CAPITULO VIII 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

Definiciones Caracterización de Sistemas Estructurales Modelación de Sistemas Modelos de Producto (Destaca tecnología BIM) Modelos de Proceso (Destaca tecnología VDC) Experimento Práctico (Uso de Software Estructural) EXAMEN FINAL (EF)

V.

LABORATORIOS Y EXPERIENCIAS PRÁCTICAS 5.1 ELABORACIÓN DE UNA MAQUETA ESTRUCTURAL (Trabajo Práctico N° 1) Esta práctica permiten medir la capacidad de los alumnos en: Manejo de los conceptos básicos de diseño estructural, así como la unión de teorías y métodos que permitan obtener un modelo óptimo para un determinado fin, además permite percibir fácilmente el criterio de concepción de modelos físicos, además de desarrollar, cuantificar y valorar el ingenio propio. La maqueta consiste en la modelación física de una estructura, como por ejemplo podría ser: vigas, columnas, pórticos, puentes, carpas, estructuras neumáticas, arcos, bóvedas, domos geodésicos, tensores, armaduras, etc.

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ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Para su realización se conformaran grupos de hasta 5 alumnos, los cuales participaran conjuntamente en el diseño, modelado y construcción de su maqueta estructural, la cual tendrá como carácter un modelo estructural asignado oportuna y aleatoriamente por el docente. La calificación se realizará en forma grupal e individual, grupalmente mediante la presentación de la maqueta y su respectivo informe, el cual deberá contener los criterios de diseño y la descripción del comportamiento de la estructura ante los esfuerzos, desplazamientos u otro tipo de efectos producidos por la acción de cargas en la estructura. Individualmente mediante la sustentación de los trabajos realizados por cada integrante a través de una exposición que no debe de exceder los 15 minutos en total por todos los integrantes de cada grupo de trabajo. NOTA 1 = (NOTA GRUPAL + NOTA INDIVIDUAL)/2 = PRÁCTICA CALIFICADA N° 1 5.2 ELABORACIÓN DE UN SOFTWARE U HOJA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL (Trabajo Práctico N° 2) Esta práctica permiten medir la capacidad de los alumnos en: Establecer una guía de cálculo mediante el planteamiento de un flujo de procesos consecuentes y sucesivos en forma ordenada, de tal forma que representen la secuencia de pasos a seguir para la solución de un problema dado. Que en este caso propiamente es determinar una carga o los efectos de la acción de fuerzas en una estructura. Se podrá elegir cualquier método de cálculo estructural, para la solución de cualquier requerimiento en una estructura u elemento estructural de libre elección. Para su realización se conformaran grupos de hasta 5 alumnos, los cuales participaran conjuntamente en el planteamiento del esquema de procesos de cálculo, diseño del software u hoja de cálculo (ecuaciones internas e Interfaz). La calificación se realizará en forma grupal e individual, grupalmente mediante la presentación del software u hoja de cálculo y su respectivo informe, el cual deberá contener los criterios de planteamiento del proceso de cálculo, las ecuaciones empleadas, y que tipos de cálculos estructurales se pueden obtener con el software elaborado. Individualmente mediante la sustentación de los trabajos realizados por cada integrante a través de una exposición que no debe de exceder los 15 minutos en total por todos los integrantes de cada grupo de trabajo. NOTA 2 = (NOTA GRUPAL + NOTA INDIVIDUAL)/2 = PRÁCTICA CALIFICADA N° 2

VI.

METODOLOGÍA Por la naturaleza del curso evidentemente técnico, su enseñanza se realizara en forma conjunta y coordinada, de las clases teóricas con la resolución de ejercicios prácticos, complementados con seminarios y exposiciones de algunas herramientas de modelado asistido por computador.

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VII.

FÓRMULA DE EVALUACIÓN 1. PROMEDIO DE PRÁCTICAS 2. EXAMEN PARCIAL 3. EXAMEN FINAL

= = =

PP EP EF

= (NOTA 1 + NOTA 2)/2

PROMEDIO FINAL = PF = (PP+EP+EF)/3 Nota Aprobatoria •

VIII.

10.50

EXAMEN SUSTITUTORIO = ES ¡REEMPLAZARÁ A LA NOTA MÁS BAJA! YA SEA LA DEL EXAMEN PARCIAL O LA DEL EXAMEN FINAL, SEGÚN SE DE EL CASO.

BIBLIOGRAFÍA 1. 2. 3. 4.

Filosofía de las Estructuras, Cardellach. Análisis Estructural, Roberto Aguilar Falconi. Comprensión de las Estructuras en Arquitectura, Full Moore. Filosofía en Estructuras, Candela.

Huánuco, Setiembre del 2017

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