PROGRAMA ANALITICO HORMIGON ARMADO I (CIV 209)

Transcripción

1 PROGRAMA ANALITICO HORMIGON ARMADO I (CIV 209) 1. IDENTIFICACION Asignatura HORMIGON ARMADO I Código de asignatura(sigla) CIV-209 Semestre VIII Prerrequisitos CIV-374, CIV-204 Horas semanal (HS) HT 4 HP 3 LAB 0 THS 7 Créditos (CR) 6 Período académico II/2011 Docente Ing. José de la Cruz Quilla Villarroel 2. JUSTIFICACION En la actualidad dentro del ámbito de la Construcción de Obras Civiles, el hormigón armado es el material de construcción de uso universal, por consiguiente, el uso racional de este material de construcción exige de parte de quien lo va utilizar, conocimientos sólidos sobre sus propiedades mecánicas, químicas, reológicas y sobre los métodos de diseño estructural. En esta asignatura se describe, analiza y aplica paso a paso el método de diseño denominado Método de los Estados Límites. Este es un método semi-probabilístico aplicado específicamente al diseño de estructuras de hormigón armado, en donde las magnitudes de la resistencias de los materiales y de las acciones externas, son evaluadas numéricamente como variables estocásticas. El primer tema de esta asignatura describe y analiza los conceptos, definiciones e hipótesis del Método de los Estados Limites Últimos. Posteriormente en los siguientes temas, aplicamos el Método de los Estados Limites Últimos al análisis de las tensiones, deformaciones y el diseño de elementos lineales sometidos a solicitaciones internas normales. Y finalmente en los siguientes temas aplicamos el Método de los Estados Limites Últimos al análisis de las tensiones, deformaciones y diseño de elementos lineales sometidos a solicitaciones internas tangenciales. El objetivo fundamental del diseño estructural radica en definir la configuración geométrica y la cantidad de armadura (acero) de la estructural, tomando como parámetros de referencia la resistencia, seguridad, funcionalidad y economía. 3. OBJETIVOS GENERALES El estudiante a la conclusión del curso estará capacitado para: Interpretar los conceptos, definiciones, principios e hipótesis de la Teoría de los Estado Limites aplicado al diseño de estructuras reticulares de hormigón armado.

2 Aplicar los conceptos, principios, definiciones e hipótesis de la Teoría de los Estados Límites Últimos, al diseño y verificación de elementos lineales de hormigón armado. Elaborar Proyectos de Cálculo Estructural. MÍNIMO Características mecánicas, reológicas y deformación del hormigón y del acero, Bases fundamentales del método de los estados límites últimos aplicado al diseño de estructuras reticulares de hormigón armado. Dominios de las deformaciones Diseño y verificación de elementos lineales bajo solicitaciones normales (tracción con pequeña excentricidad, flexión simple, flexo tracción o tracción con gran excentricidad, flexión compuesta o compresión con gran excentricidad, compresión compuesta o compresión con pequeña excentricidad, flexión oblicua, flexión compuesta oblicua), Diseño y verificación de vigas de sección T (Vigas placa). Diseño y verificación de pilares o soportes de hormigón armado, fenómeno de inestabilidad elástica. Diseño y verificación de elementos lineales bajo solicitaciones tangenciales (esfuerzo de corte, esfuerzo de torsión, esfuerzo de corte y torsión). 4. TEMATICO UNIDAD I: BASES FUNDAMENALES DEL HORMIGON ARMADO. TIEMPO: 9 horas.- Aplicar las bases fundamentales del método de los estados límites al análisis y diseño de elementos lineales de hormigón armado. Definir las magnitudes características y de diseño de las acciones y de las propiedades mecánicas del hormigón y del acero Introducción 1.2. Características del hormigón armado como material de construcción 1.3. Método de los estados límites Introducción Definición de estado límite Estados límites últimos Estados límites de utilización Estados límites últimos bajo solicitaciones normales Valores característicos y de diseño de las acciones y de la resistencia del hormigón y del acero Hipótesis simplificativas Dominios de las deformaciones Ejemplos de aplicación.

3 UNIDAD II: TRACCION CON PEQUERA EXCENTRICIDAD (TRACCIÓN EXCÉNTRICA) TIEMPO: 5 horas.- hormigón armado en el estado límite último por tracción o tracción con pequeña excentricidad. Diseñar elementos lineales de hormigón armado sometidos a tracción simple o tracción con pequeña excentricidad. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de tirantes de sección rectangular Definición 2.2. Ecuaciones de equilibrio y de compatibilidad de las deformaciones 2.3. Diseño económico 2.4. Algoritmo de diseño 2.5. Ejemplos de aplicación. UNIDAD III: FLEXION SIMPLE - VIGAS DE SECCION RECTANGULAR TIEMPO: 21 horas.- hormigón armado en el estado límite último por flexión simple. Diseñar elementos lineales de hormigón armado sometidos a flexión simple. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de vigas de sección rectangular Definición 3.2. Dominios de las deformaciones 3.3. Ecuaciones generales de equilibrio y de compatibilidad de las deformaciones 3.4. Ecuaciones particulares para el diseño en dominio Ecuaciones particulares para el diseño en dominio Ecuaciones particulares para el diseño en dominio Cuantías limites y detalles constructivos 3.8. Diseño económico 3.9. Algoritmo para el diseño de secciones rectangulares a flexión simple Distribución de las armaduras longitudinales Ecuaciones para la verificación de vigas de sección rectangular a flexión simple Algoritmo para la verificación de secciones rectangulares a flexión simple Ejemplos de aplicación

4 UNIDAD IV: TRACCIÓN CON GRAN EXCENTRICIDAD (FLEXO TRACCIÓN) TIEMPO: 7 horas hormigón armado en el estado límite último por flexo-tracción o tracción con gran excentricidad. Diseñar elementos lineales de hormigón armado sometidos a flexo-tracción o tracción con gran excentricidad. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de elementos de sección rectangular Definición 4.2. Teorema de ELHERS 4.3. Algoritmo de diseño 4.4. Ejemplos de Aplicación. CAPITULO V: FLEXIÓN COMPUESTA (COMPRESION CON GRAN EXCENTRICIDAD) TIEMPO: 14 horas hormigón armado en el estado límite último por flexión compuesta o compresión con gran excentricidad. Diseñar elementos lineales de hormigón armado sometidos a flexión compuesta o compresión con gran excentricidad. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de elementos de sección rectangular Definición 5.2. Teorema de ELHERS 5.3. Ecuaciones de equilibrio y de compatibilidad de las deformaciones Diseño económico Algoritmo de diseño 5.6. Diseño con Armadura simétrica. Diagramas de Interacción Verificación de secciones rectangulares a flexión compuesta Ejemplos de Aplicación. CAPITULO VI: COMPRESION COMPUESTA (COMPRESION CON PEQUENA EXCENTRICIDAD) TIEMPO: 9 horas

5 hormigón armado en el estado límite último por compresión compuesta o compresión con pequeña excentricidad. Diseñar elementos lineales de hormigón armado sometidos a compresión compuesta o compresión con pequeña excentricidad. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de elementos de sección rectangular Definición 6.2. Ecuaciones de equilibrio y de compatibilidad de las deformaciones 6.3. Diseño con armadura simétrica Algoritmo de diseño 6.5. Ejemplos de aplicación. CAPITULO VII: FLEXIÓN SIMPLE FLEXION COMPUESTA VIGAS PLACA (VIGAS DE SECCION T) TIEMPO: 12 horas hormigón armado en el estado límite último por flexión simple o flexión compuesta de elementos de sección T. Diseñar elementos lineales de hormigón armado de sección T sometidos a flexión simple o flexión compuesta. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de elementos de sección T Introducción 7.2. Características geométricas 7.3. Ancho efectivo 7.4. Ecuaciones de equilibrio y de compatibilidad de las deformaciones 7.5. Casos particulares Algoritmo de diseño 7.7. Flexión compuesta Teorema de Elhers Ejemplos de aplicación. CAPITULO VIII - PILARES O SOPORTES DE HORMIGON ARMADO TIEMPO: 11 horas

6 Interpretar el comportamiento de pilares o soportes de hormigón armado en el estado límite último por inestabilidad elástica. Diseñar pilares o soportes de hormigón armado de sección rectangular y circular. Crear algoritmos aplicado al diseño óptimo de pilares o soportes de hormigón armado Introducción 8.2. Inestabilidad elástica 8.3. Soportes cortos Compresión simple Flexión o compresión compuesta Flexión o compresión compuesta oblicua 8.4. Soportes medianamente esbeltos Compresión simple Flexión o compresión compuesta Flexión o compresión compuesta oblicua 8.5. Soportes esbeltos 8.6. Soportes zunchados 8.7. Ejemplos de aplicación. CAPITULO IX: SOLICITACIONES TANGENCIALES. ESFUERZO CORTANTE TIEMPO: 12 horas hormigón armado en el estado límite último por esfuerzo cortante. Diseñar vigas de sección rectangular bajo solicitaciones de esfuerzo de corte. Crear algoritmos aplicado al diseño vigas de sección rectangular a esfuerzo cortante Introducción 9.2. Comportamiento del hormigón bajo solicitaciones tangenciales Comportamiento de las armaduras. Analogía de la celosía de Morsch Diseño según el método de los estados limites Estado límite último por compresión oblicua del alma Estado límite último de vigas sin armadura de corte Estado límite último de vigas con armadura de corte Algoritmo para el diseño de la armadura de corte Resolución de problemas de diseño de armadura de corte Disposiciones y cuantías de las armaduras transversales. CAPITULO X: SOLICITACIONES TANGENCIALES. TORSION TIEMPO: 12 horas

7 hormigón armado en el estado límite último por torsión. Diseñar vigas de sección rectangular bajo solicitaciones tangenciales de torsión. Crear algoritmos aplicado al diseño vigas de sección rectangular a torsión Introducción Comportamiento del hormigón bajo solicitaciones tangenciales Comportamiento de las armaduras. Analogía de la celosía espacial de Morsch Diseño según el método de los estados limites Estado límite último por torsión pura Estado límite último por torsión y corte Estado límite último por torsión con flexión y esfuerzo normal Algoritmo de diseño. Resolución de problemas de diseño de las armaduras Disposiciones y cuantías de las armaduras transversales y longitudinales Algoritmo y ejemplos de diseño. 5. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA Clases en el aula: Exposiciones del profesor con apoyo del pizarrón Exposiciones del profesor con apoyo del proyector multimedia Preguntas y respuestas del profesor a los estudiantes y viceversa. Trabajos en grupos. Exposiciones de los estudiantes. Proyecciones de videos. Estudio de casos. Prácticas en el Laboratorio de Software: Explicación sobre el manejo de software aplicado al diseño de estructuras de hormigón armado. Trabajo individual de Proyecto de Calculo Estructural. Elaboración y presentación de Planos Estructurales. 6. CRONOGRAMA

8 Semanas/días Tema Hrs Tema 1 9 Tema 2 5 Tema 3 21 Tema 4 7 Tema 5 14 Ex.parcial 1 3 Tema 6 9 Tema 7 12 Tema 8 11 Ex.parcial 2 2 Tema 9 12 Tema Exp. Proy. 11 Ex. Final 3 7. SISTEMA DE EVALUACION Normas de evaluación Para tener derecho a examen final se requiere asistencia mínima del 65% a las clases teóricas y al 100% de las prácticas. Para la evaluación final se consideran los siguientes indicadores con sus respectivos ponderaciones: Primera prueba parcial 25% Unidades: I, II, III y IV Segunda prueba parcial 25% Unidades V, VI y VII Proyecto de hormigón armado 15% Exámenes prácticos 10% Examen final 25% Unidades VIII, IX y X Formas e instrumentos de evaluación Se realiza al inicio del semestre una evaluación diagnostica con el fin de medir el grado de homogeneidad de los conocimientos del grupo. Se hará un seguimiento continuo a los alumnos, tomando nota de su desenvolvimiento y participación para la evaluación parcial. La evaluación parcial consiste en una prueba teórica-practica escrita o un examen oral, dependiendo de la cantidad de alumnos de un determinado grupo. Es importante destacar que en cada prueba se verifica el cumplimiento de los objetivos. La evaluación final consiste en la verificación del logro de los objetivos mediante una prueba teórica-practica escrita o un examen oral, dependiendo de la cantidad de alumnos de un determinado grupo. 8. BIBLIOGRAFIA Pedro Jiménez Montoya. HORMIGON ARMADO. Editorial Gustavo Gili, SA, Barcelona. Pericles Brasilience Fusco. ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO. Editorial O Globo, Rio de Janeiro Brasil. Orestes Moretto. CURSO DE HORMIGON ARMADO.

9 José Carlos Sussekind. CONCRETO ARMADO (Tomos I y II).