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SÍLABO PERIODO ACADÉMICO 2018-01 1. INFORMACIÓN GENERAL FACULTAD ESCUELA PROFESIONAL CURSO GRUPO(S) SEMESTRE: VII HORAS TEÓRICAS: 4

: Facultad de Ingeniería y Computación : Ingeniería Civil : Análisis Estructural I : CIV7-1 CRÉDITOS: 4 HORAS PRÁCTICAS: 2

2. PROFESORES: Nombre : Galvarino Pinto Rodríguez Profesión : Ingeniero Civil Grado Académico : Maestría en Ingeniería (Estructuras) por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) – Cuidad de México, México. 3. FUNDAMENTACIÓN DEL CURSO El curso de Análisis Estructural I es un curso de suma importancia en la formación del ingeniero civil, debido que se desarrollan metodologías de análisis (clásicas y modernas) que le permiten comprender el comportamiento de distintos sistemas estructurales lineales los cuales se encuentran sometidos a diversos estados de carga. El futuro ingeniero civil debe estar familiarizado con estas metodologías, además de conocer sus ventajas y desventajas para poder obtener una estructura que sea estable estructuralmente hablando. 4. SUMILLA El curso es de carácter teórico – práctico que proporciona al alumno conocimientos en cuanto a diversas metodologías para analizar una estructura. Estas metodologías son sencillas de aplicar y permitirá al futuro ingeniero civil tener una herramienta que le permita de alguna manera cuantificar de manera confiable las distintas fuerzas y/o desplazamientos que se producen en elementos o sistemas estructurales. El curso en su primera parte se enfocará en analizar estructuras estáticamente determinadas haciendo: Comportamiento de los materiales más usados en las estructuras; además, de introducir los conceptos de cargas en estructuras, combinaciones y códigos de diseño, posteriormente se llevará a cabo una breve revisión de estructuras especiales estáticamente determinadas; se introducirá también conceptos sobre líneas de influencia para finalmente concluir la primera parte con métodos basado en desplazamientos y energía. Posteriormente nos enfocaremos a conocer las diversas metodologías que existen para resolver o analizar estructuras hiperestáticas o estructuras estáticamente indeterminadas haciendo uso de métodos clásicos para concluir con metodologías de análisis de uso actual o metodologías de modernas de análisis.

Finalmente se dará un breve alcance sobre el método matricial de análisis el cual es uno de los métodos de mayor uso que nos permite resolver estructuras con cierto grado de complejidad en un tiempo razonable. En algunos casos de realizará una comparación de los resultados obtenidos con las metodologías vs. software comercial de análisis. 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 comparar resultados obtenidos en computadora con metodologías sencillas de manera manual y prácticas. 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 diversas metodologías que existen para resolver todo tipo de estructuras en su mayoría lineales en 2D, desde estructuras estáticamente determinadas hasta las estructuras hiperestáticas o estáticamente indeterminadas, 2. El alumno comprenda la importancia de realizar un metrado de cargas adecuado, que le permita luego obtener resultados confiables al aplicar las metodologías de análisis. 3. El alumno pueda aplicar la metodología más adecuada para el análisis de cierto tipo de estructura, con el objeto de poder conocer su comportamiento ante acciones de distintas cargas.

7. CONTENIDOS 7.1 PRIMERA UNIDAD

Objetivos Específicos: 1. Reforzar el análisis de estructuras estáticamente determinadas. 2. Describir las características del análisis convencional de estructuras. 3. Comprender los distintos sistemas estructurales. 4. Comprender la importancia de contar con un sistema estructural estable. 5. Conocer los distintos tipos códigos de diseño, cargas y combinaciones necesarias

Contenidos:

Semana(s) /hora (s):

I. Primera Parte : “Estructuras Estáticamente Determinadas” 1. Introducción al Análisis 1.66 semanas / 10 Estructural horas 1.1 Ubicación del análisis estructural en el proceso de diseño. 1.2 Sistemas estructurales. 1.3 Modelado de estructura: diagramas de línea, conexiones y soportes. 1.4 Comportamiento lineal del material y superposición.

para el análisis y diseño de estructuras.

1.5 Teoría de los desplazamientos pequeños y no linealidad geométrica. 1.6 Ensamblando elementos básicos para formar un sistema estructural estable. 1.7 Introducción a la distribución de cargas. 1.8 Cargas: Muertas, vivas, sismo, viento, tsunamis, nieve, etc. 1.9 Combinaciones de carga y Códigos de diseño. 1.10 Incertidumbres 1.11 Seguridad estructural y probabilidad de fallas 1.12 Ejercicios a resolver

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 620.----624.171.L37

624.171.M12 624.171.K24 Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP 620.----620.-----

Libros Jeffrey P. Laible. “Análisis Estructural”. Pág. 2 – 38. Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert. “Fundamentos de Análisis Estructural”. Pág. 3 – 24. Jack C. McCormac. Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales. Pág. 3 – 4 y Pág. 6 – 41. Aslam Kassimali. “Análisis Estructural”. Pág. 3 – 47. Libros Dr. T. H. G. Megson. “Structural and Stress Analysis”. Pág. 3 – 10. Norris y Wilbur. “Análisis Elemental Estructural”. Pág. 49 – 59.

7.2 SEGUNDA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno analizará y resolverá de manera simplificada distintos tipos de estructuras especiales, en 2D como en 3D.

Contenidos:

Semana(s) /hora (s):

2. Análisis de estructuras especiales: 2.1 Cables a) Cables ligeros b) Cables pesados 2.2 Arcos a) El arco lineal b) Arco de tres rótulas

1.33 semanas / 8 horas

c) Arco parabólico de tres rótulas con carga distribuida 2.3 Armaduras tridimensionales Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 624.171.L37

624.171.M12 620.624.171.H441

Libros Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert. “Fundamentos de Análisis Estructural”. Pág. 221 – 228 y Pág. 235-239. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 77 – 94. Jeffrey P. Laible. “Análisis Estructural” Pág. 290 – 302. Russell C. Hibbeler “Análisis Estructural”. Pág. 290 – 302

Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP

Libros Dr. T. H. G. Megson. “Structural and Stress Analysis”. Pág. 101 – 128. Norris y Wilbur. “Análisis Elemental Estructural”. Pág. 270 – 282.

7.3 TERCERA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno comprenderá las metodologías para calcular líneas de influencia en vigas isostáticas, armaduras.

Contenidos:

Semana(s) /hora (s):

3. Líneas de Influencia 1.66 semanas / 10 horas 3.1 Líneas de influencia para vigas en contacto con la carga 3.2 Principio de Müller – Breslau para determinar vigas. 3.3 Líneas de influencia para vigas que no están en contacto con la carga. 3.4 Líneas de influencia para determinar armaduras. 3.5 Método de incremento – decremento. 3.6 Ejercicios a resolver

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP

Libros

624.171.L37

624.171.M12

620.-624.171.H441 Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP

624.171.K24

Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert. “Fundamentos de Análisis Estructural”. Pág. 247 – 288. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 185 – 201, Pág. 204 – 223. Jeffrey P. Laible. “Análisis Estructural”. Pág. 720 – 761 Russell C. Hibbeler “Análisis Estrutural”. Pág. 211 – 267 Libros Dr. T. H. G. Megson. “Structural and Stress Analysis”. Pág. 565 – 596. Aslam Kassimali. “Análisis Estructural”. Pág. 329 – 406. Norris y Wilbur. “Análisis Elemental Estructural”

7.4 CUARTA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno podrá hacer uso de métodos geométricos y energéticos para comprender la relación que existe entre fuerzas y desplazamientos.

Contenidos:

Semana(s) /hora (s):

4. Relación entre fuerza y 2.33 semanas / 14 Desplazamiento, Métodos horas geométricos y de Energía. 4.1 Método de los cambios de ángulos concentrados. 4.2 Método de la viga conjugada. 4.3 Desplazamientos en marcos por medio de un método matricial. 4.4 Principios de la energía potencial y estacionaria y de la energía potencial mínima. 4.5 Primer teorema de Castigliano. 4.6 Principio de la energía potencial complementaria mínima y máxima. 4.7 Segundo teorema de Castigliano y teorema de Engesser. 4.8 Teoremas recíprocos (Ley de Betti, ley de Maxwell) 4.9 Ejercicios a resolver

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 624.171.L37

Libros Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert. “Fundamentos de Análisis Estructural”. Pág. 353 – 395

624.171.M12 620.-624.171.H441 Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP

624.171.K24

Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 225 – 289. Jeffrey P. Laible. “Análisis Estructural”. Pág. 332 – 447 Russell C. Hibbeler “Análisis Estructural”. Pág. 335 – 460. Libros Dr. T. H. G. Megson. “Structural and Stress Analysis”. Pág. 421 – 459. Aslam Kassimali. “Análisis Estructural”. Pág. 224 – 262.

7.5 QUINTA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. Se analizará estructuras estáticamente indeterminadas haciendo uso de métodos clásicos

Contenidos: II. Segunda Parte : “Métodos Clásicos del análisis indeterminado” 5. Métodos Clásicos 5.1 Métodos de las fuerzas para calcular estructuras estáticamente indeterminadas. a) Vigas y pórticos con una redundancia. b) Vigas y pórticos con dos o más redundancias. 5.2 Líneas de Influencia para estructuras estáticamente indeterminadas a) L.I. para vigas estáticamente indeterminadas. b) Construcción de L.I. usando distribución de momentos c) Principio avanzado Müller – Breslau. 5.3 Pendiente – Deflexión: Un método de análisis desplazamiento. a) Ecuaciones de pendiente – deflexión. b) Aplicación pendiente – deflexión para vigas continuas. 5.4 Análisis de Estructuras Estáticamente Indeterminadas por el método de las Flexibilidades.

Semana(s) (s):

/hora

3.33 semanas / 20 horas

5.5 Introducción al método general de rigideces. 5.6 Ejercicios a resolver Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 624.171.L37

624.171.M12 620.-624.171.H441 Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP 624.171.K24

7.6 SEXTA UNIDAD Objetivos Específicos: 1. El alumno aprenderá a analizar estructuras estáticamente indeterminadas con las metodologías de uso reciente en la práctica, además se dará una breve introducción al análisis de estructuras con el método matricial, el cual tiene por objeto introducir al alumno en ésta metodología de uso moderno la cual será desarrollada más a fondo en el curso de Análisis Estructural II.

Libros Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert. “Fundamentos de Análisis Estructural”. Pág. 409 – 486. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 297 – 382. Jeffrey P. Laible. “Análisis Estructural”. Pág. 447 - 575. Russell C. Hibbeler “Análisis Estructural”. Pág. 497 – 547. Libros Aslam Kassimali. “Análisis Estructural”. Pág. 439 – 643.

Contenidos: 6. Métodos actuales de uso en la práctica 6.1 Análisis aproximado para estructuras Estáticamente Indeterminadas. a) Armaduras con 2 diagonales en c/panel. b) Vigas continuas c) Análisis de pórticos en edificios bajo cargas verticales y laterales. d) Método del Portal. 6.2 Método de distribución de momentos en vigas. a) Relaciones básicas. b) Convención de signos. c) Diagramas de fuerzas cortantes y momentos. 6.3 Método de Distribución de Momentos en Pórticos. a) Pórticos con ladeo o desplazamiento impedido.

Semana(s): 4.00 semanas / 24 horas

b) Desplazamiento en pórticos con diferente altura de columnas. c) Desplazamiento en pórticos con columnas inclinadas. d) Pórticos de múltiples niveles. 6.4 Introducción al Método Matricial. a) Repaso del algebra matricial. b) Método de análisis fuerza y desplazamiento. c) Introducción al método Fuerza o método de flexibilidad. 6.5 Ejercicios a resolver

Lectura Obligada: Código de Biblioteca UCSP 624.171.L37

624.171.M12 624.171.H441 Lectura Sugerida: Código de Biblioteca UCSP

624.171.K24

Libros Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert. “Fundamentos de Análisis Estructural”. Pág. 497 – 545, Pág. 581 – 624, Pág. 633 – 650. Jack C. McCormac. “Análisis Estructural, usando métodos clásicos y matriciales”. Pág. 389 – 468. Russell C. Hibbeler “Análisis Estructural”. Pág. 549 – 553. Libros Dr. T. H. G. Megson. “Structural and Stress Analysis”. Pág. 472 – 540. Aslam Kassimali. “Análisis Estructural”. Pág. 648 – 745.

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 pruebas experimentales en laboratorio abordando los temas desarrollados en clase. c. Presentación al final del curso de un trabajo final de un caso práctico que involucre los temas desarrollados durante el semestre académico.

9. BIBLIOGRAFÍA 9.1 BÁSICA Y COMPLEMENTARIA  Aslam Kassimali. “Análisis Estructural”. Cengage Learning, Quinta Edición  Kenneth M. Leet, Chia-Ming Uang, Joel t. Lanning, Anne M. Gilbert (2006). “Fundamentos de Análisis Estructural”. Mc GrawHill, Segunda edición.  Jeffrey P. Laible. (1988) “Análisis Estructural”. Mc GrawHill, Primera edición.  Norris y Wilbur. “Análisis Elemental Estructural”. Mc GrawHill, Segunda edición.  Dr. T. H. G. Megson. “Structural and Stress Analysis”. Primera Edición. Butterworth Heinemann.  Russell C. Hibbeler “Análisis Estructural”. Octava Edición. Pearson.

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: Ing. Galvarino Pinto Rodríguez Cargo: Docente UCSP

Firma Nombre: Cargo