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• Juana Adaliz Gutiérrez

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SÍLABO PERIODO ACADÉMICO 2019-02 1. INFORMACIÓN GENERAL FACULTAD ESCUELA PROFESIONAL CURSO GRUPO(S) SEMESTRE: VIII HORAS TEÓRICAS: 4

: Facultad de Ingeniería y Computación : Ingeniería Civil : Análisis Estructural II : CIV8-1 CRÉDITOS: 4 HORAS PRÁCTICAS: 2

2. PROFESORES: Nombre : Jorge Rosas Espinoza Profesión : Ingeniero Civil Grado Académico: Master en Ciencias en Ingeniería Estructural y Sismorresistente (Estructuras), SUNY Buffalo – University at Buffalo, The State University of New York (USA). 3. FUNDAMENTACIÓN DEL CURSO El curso de Análisis Estructural II es un curso de suma importancia en la formación del ingeniero civil, debido que se desarrollan el método de análisis estructural con matrices (AEM), este método es el más usado en la actualidad y con el cual se desarrollan la mayor parte de los programas comerciales de cómputo. El método de análisis estructural con matrices (AEM) es universalmente aceptado debido que permite obtener resultados de manera rápida y exacta de estructuras (desde simples hasta complejas) bajo condiciones de carga estática y dinámica. 4. SUMILLA El curso es de carácter teórico – práctico que proporcionará al alumno conocimientos relacionados con el Análisis de Estructuras con Matrices. En la primera parte del curso se abordarán dos metodologías relacionadas con el AEM (Método de las Flexibilidades o de las Fuerzas y Método de las Rigideces o de los Desplazamientos), éstas metodologías son sencillas de aplicar sobre todo para resolver armaduras en 2D, posteriormente se analizarán estructuras más complejas bajo distintas condiciones de carga. Finalmente, el alumno desarrollará un trabajo grupal que le permita aplicar a un caso real lo aprendido a lo largo del semestre. 5. CONTRIBUCIÓN A LA FORMACIÓN PROFESIONAL Y LA FORMACIÓN GENERAL En el mundo competitivo de la ingeniería de hoy, donde la economía y la confiabilidad son de mayor importancia, el ingeniero civil requiere de mayores conocimientos de los materiales así como de las distintas metodologías de análisis estructural que existen y que le permiten resolver los problemas de análisis más complejos y a su vez poder revisar y comparar resultados obtenidos en computadora (software comerciales) de manera rápida y confiable. Además, el ingeniero civil debe tener un amplio conocimiento en cuanto al análisis de estructuras bajo distintas solicitaciones de carga que le permita tener confiabilidad en sus diseños y/o trabajos encomendados.

6. OBJETIVO GENERAL: Este curso pretende que: 1. El alumno comprenda y aplique las metodologías de análisis estructural con matrices que existen para resolver todo tipo de estructuras y bajo distintas solicitaciones de carga. 2. El alumno pueda desarrollar programas de cálculos sencillos para resolver estructuras haciendo uso de métodos matriciales. 3. El alumno se introduzca los conceptos para resolver estructuras sencillas bajo cargas dinámicas.

7. CONTENIDOS 7.1 PRIMERA UNIDAD

Objetivos Específicos: 1. Introducir al alumno en el Análisis de Estructuras con Matrices (AEM). 2. Conocer la importancia, ventajas del AEM.

Contenidos:

Semana(s) /hora (s):

1. Introducción al Análisis Estructural con matrices: 1.1 Breve Historia del Análisis Estructural 1.2 Importancia del Análisis Estructural y Métodos Matriciales del Análisis 1.3 Principios Fundamentales: 1.3.1 Primer Principio: Continuidad 1.3.2 Segundo Principio: Métodos Constitutivos 1.3.3 Tercer Principio: Equilibrio

2.00 semanas / 12 horas

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 620.----624.17.M523 620.----624.171.M12

Libros Arturo Tena Colunga. “Análisis de Estructuras con Métodos Matriciales”. Pág. 17 – 26. William McGuire, Richard H. Gallagher, Ronald D. Ziemian “Matrix Structural Analysis”. Pág. 1-2. J. S. Przemieniecki Estructural, “Theory of Matrix Structural Analysis” Pág. 1-9. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 461 – 463.

Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP

Libros

620.----624.171.V47

Franklin Y. Cheng “Matrix Analysis Structural Dynamic: Applications and Earthquake Engineering”. Pág. 1-2. Alejandro Vera Lázaro. “Análisis Estructural con Matrices” Problemas Resueltos. Pág. 15 – 16.

7.2 SEGUNDA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno aplicará el método de las Flexibilidades ó Fuerzas haciendo uso del AEM a armaduras.

Contenidos: Semana(s) /hora (s): 2. Armaduras: en 2D: Método de las Flexibilidades o de las Fuerzas. 2.00 semanas / 12 horas 2.1 2.2 2.3 2.4

Generalidades. Linealidad geométrica. Estabilidad en Armaduras. Relaciones Constitutivas – Ley de Hooke. 2.5 Continuidad. 2.6 Obtención de las redundantes 2.7 Ejemplos: manuales y software (MATLAB).

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 620.----624.17.M523 624.171.M12 620.-----

Libros Arturo Tena Colunga. “Análisis de Estructuras con Métodos Matriciales”. Pág. 27 – 45. William McGuire, Richard H. Gallagher, Ronald D. Ziemian “Matrix Structural Analysis”. Pág. 21-25. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 463 – 469. J. S. Przemieniecki Estructural, “Theory of Matrix Structural Analysis” Pág. 193-226.

Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP 624.171.V47

Libros Alejandro Vera Lázaro. “Análisis Estructural con Matrices” Problemas Resueltos. Pág. 97 – 142.

7.3 TERCERA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno aplicará el método de las Rigideces ó

Contenidos:

Semana(s) /hora (s): 2.33 semanas / 14 horas

Desplazamientos haciendo uso del AEM a armaduras.

3. Armaduras en 2D: Método de las Rigideces o de los Desplazamientos. 3.1 Continuidad 3.2 Relaciones Constitutivas – Ley de Hooke. 3.3 Equilibrio. 3.4 Obtención de la Matriz Global de Rigidez [K]. 3.5 Solución Global. 3.6 Simplificación en la obtención de la matriz global [K] 3.7 Obtención de [K] utilizando la regla de la suma o del ensamble. 3.8 Obtención directa de la matriz de rigidez del elemento en coordenadas globales [Ke] 3.9 Ejemplos: manuales y software (MATLAB).

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 620.----624.17.M523 624.171.M12 620.-----

Libros Arturo Tena Colunga. “Análisis de Estructuras con Métodos Matriciales”. Pág. 46 – 72. William McGuire, Richard H. Gallagher, Ronald D. Ziemian “Matrix Structural Analysis”. Pág. 31-54. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 470 – 493. J. S. Przemieniecki Estructural, “Theory of Matrix Structural Analysis” Pág. 129-161.

Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP 624.171.V47

Libros Alejandro Vera Lázaro. “Análisis Estructural con Matrices” Problemas Resueltos. Pág. 97 – 142.

7.4 CUARTA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno comprenderá lo relacionado a AEM aplicado a marcos.

Contenidos:

Semana(s) /hora (s):

4. Marcos o Pórticos y Marcos con 4.66 semanas / 28 Contravientos y/o muros horas

4.1 Generalidades 4.2 Elementos tipo viga – columna prismáticos a) Fuerzas axiales b) Momentos torsionantes c) Fuerzas cortantes en el plano principal de flexión. d) Momentos flexionantes en el plano secundario de flexión. 4.3 Matrices de rigidez de elementos viga-columna prismáticos en coordenadas locales. a) Elemento viga bidimensional b) Elemento viga – columna bidimensional. c) Elemento viga – columna tridimensional. 4.4 Elementos tipo viga – columna de sección variable. a) Antecedentes b) Obtención de matrices de rigidez de elementos no prismáticos. 4.5 Cálculo de giros de fijación y momentos de empotramiento. a) Carga uniformemente distribuida. b) Carga puntual c) Otras condiciones de carga 4.6 Modelado de zonas de rigidez infinita. 4.7 Transformación de rigideces al cambiar de sistema coordenado 4.8 Ensamble (ejemplos) 4.9 Marcos con Contravientos a) Inclusión de contravientos en marcos. 4.10 Sistemas de marcos con muros (método de la columna ancha equivalente) Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 620.-----

Libros Arturo Tena Colunga. “Análisis de Estructuras con Métodos Matriciales”. Pág. 81 – 204.

624.17.M523

William McGuire, Richard H. Gallagher, Ronald D. Ziemian “Matrix Structural Analysis”. Pág. 56 - 130.

Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP 624.171.V47

Libros Alejandro Vera Lázaro. “Análisis Estructural con Matrices” Problemas Resueltos. Pág. 168 – 361.

7.5 QUINTA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. Introducir al alumno en temas avanzados haciendo uso del AEM.

Contenidos: 5. Análisis Dinámico Matricial de Estructuras y Tópicos Especiales con AEM 5.1 Introducción Dinámica Estructural mediante Análisis Estructural 5.2 Estructuras con apoyos elásticos deformables y desplazamientos en los apoyos. 5.3 Introducción al análisis No lineal de marcos. 5.4 Marcos 3D

Semana(s) (s):

/hora

3.33 semanas / 20 horas

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 620.-620.----624.17.M523

Libros Franklin Y. Cheng “Matrix Analysis Structural Dynamic: Applications and Earthquake Engineering”. Pág. 1-45. Arturo Tena Colunga. “Análisis de Estructuras con Métodos Matriciales”. Pág. 293 – 311. William McGuire, Richard H. Gallagher, Ronald D. Ziemian “Matrix Structural Analysis”. Pág. 216-239.

Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP 620.-----

Libros J. S. Przemieniecki Estructural, “Theory of Matrix Structural Analysis” Pág. 264-288.

8. METODOLOGÍA a. Conceptos teóricos, aquí el alumno obtendrá los conocimientos fundamentales del tema. Realización de clases para complementar la parte teórica y resolución de ejercicios tipo. b. Desarrollo de programas de cómputo relacionados con AEM. c. Presentación de un TRABAJO FINAL relacionado con un caso real que involucre los temas desarrollados durante el semestre académico.

9. BIBLIOGRAFÍA 9.1 BÁSICA Y COMPLEMENTARIA  Arturo Tena Colunga (2009). “Análisis de Estructuras con Métodos Matriciales”. LIMUSA, Primera Edición.  Franklin Y. Cheng (2001) “Matrix Analysis Structural Dynamic: Applications and Earthquake Engineering”. Marcel Dekker, Inc.  J. S. Przemieniecki Estructural, (1968) “Theory of Matrix Structural Analysis” Pág. 264-288. McGraw-Hill Book Company.  William McGuire, Richard H. Gallagher, Ronald D. Ziemian, (2014). “Matrix Structural Analysis”. Segunda Edición.  Alejandro Vera Lázaro, (2013). “Análisis Estructural con Matrices” Problemas Resueltos. Empresa Editora Macro.

10. EVALUACIONES ESTRUCTURA DE NOTAS  Evaluación Permanente: 40%  Examen Parcial: 30%  Examen Final: 30% EVALUACIÓN PERMANENTE  Evaluación Permanente 1 (EP1): 20% Trabajo 1 (TRAB1): 20% Trabajo 2 (TRAB2): 20% Practica Calificada 1 (PC1): 30% Practica Calificada 2 (PC2): 30% EP1 = 0.20 TRAB1 + 0.20 TRAB2 + 0.30 PC1 + 0.30 PC2



Evaluación Permanente 2 (EP2): 20% Trabajo 3 (TRAB3): 20% Trabajo 4 (TRAB4): 20% Practica Calificada 3 (PC3): 30% Practica Calificada 4 (PC4): 30% EP2 = 0.20 TRAB3 + 0.20 TRAB4 + 0.30 PC3 + 0.30 PC4

Elaborado por:

Revisado y aprobado por:

Firma Nombre: MSc. Ing. Jorge Rosas Espinoza Cargo: Docente UCSP

Firma Nombre: Cargo