UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: C1101
Estructuras I
Última Actualización de la Asignatura: 21/02/2020

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03028 - Ingeniería Civil 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
2do
Se dicta en  ambos semestres del año

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Civil - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(C1001) Introducción a la Ingeniería Civil e Hidráulica
(F1303) Física I

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Estructura Basica

Departamento: Construcciones

Tipificación: Tecnologicas Basicas (TB)

Ingeniería Civil - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
48.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
2.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
10.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

96.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

OBJETIVOS

Propender al conocimiento y materialización de sistemas estructurales equilibrados y su dimensionamiento en materiales homogéneos bajo tracción y compresión.

PROGRAMA SINTÉTICO

Campo de la Mecánica Estructural. Concepto de estructura y estados límites. Estática en el campo bidimensional. Sistemas estructurales: generación, sustentación y equilibrio. Introducción a la resistencia de materiales. Barras sometidas a tracción y compresión simples. Estructuras reticuladas. Esfuerzo de corte puro. Esfuerzos internos en estructuras isostáticas planas. Principio de los trabajos virtuales aplicado a dichas estructuras. Características geométricas de las secciones de barras. Tipos de cargas e introducción a su determinación.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2025, semestre: 1

Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad

AÑO DE APROBACIÓN: 2017 UNIDAD 1.1: CAMPO DE LA MECÁNICA ESTRUCTURAL. CONCEPTO DE ESTRUCTURA Y ESTADOS LÍMITE Concepto de estructura. Campo de estudio y objetivo de la Mecánica Estructural. Tareas que comprende el cálculo estructural. Estados límite: su clasificación y ejemplos. Ductilidad general.
Durabilidad.

UNIDAD 1.2: LA ESTÁTICA APLICADA Objeto de la estática aplicada. La fuerza y los parámetros que la definen. Los sistemas de fuerzas:
panorama general, el espacio y el plano. Referenciación analítica de las fuerzas en los campos bi y tridimensional. La hipótesis de la rigidez y la realidad elástica de los sistemas estructurales en los estudios del equilibrio. Principios de la estática. La transmisibilidad colineal de fuerzas.

UNIDAD 1.3: LA ESTÁTICA EN EL CAMPO BIDIMENSIONAL Fundamentos, conceptos y rutina operatoria de la estática bidimensional: Momento estático de una fuerza respecto a un punto, su expresión analítica. Teorema de Varignon. Pares de fuerzas. Traslación paralela de fuerzas. Propiedades de los pares. Sistemas de fuerzas concurrentes: reducción,
descomposición, equilibrio, conceptualización gráfica, resoluciones analíticas. Sistemasde fuerzas no concurrentes: reducción, descomposición, equilibrio. Conceptualización gráfica, resoluciones analíticas. Soluciones de Ritter y Cullman. El polígono funicular y las estructuras de geometría adaptable según el estado de cargas, casos. Sistemas de fuerzas paralelas. Reducción,
descomposición, equilibrio, centro del sistema.

UNIDAD 1.4: GENERACIÓN DE SISTEMAS ESTRUCTURALES PLANOS, SUS ENLACES,
SUSTENTACIÓN Y EQUILIBRIO.
Grados de libertad, concepto de vínculo, corrimientos infinitésimos. Materialización de vínculos externos, su capacidad de reacción. Enlaces internos de un sistema, articulaciones y otros mecanismos de conexión, esfuerzos que transmiten. Hipostatismo, isostatismo, hiperestatismo, falsa sustentación.
Sustentación isostática de cadenas abiertas y cerradas. Sistemas isostáticos clásicos de dos y tres chapas. Arcos y pórticos triarticulados. Análisis numérico y de funcionamientos estructural en el estudio de sustentación de sistemas complejos.

UNIDAD 1.5: EQUILIBRIO DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES Equilibrio de los sistemas estructurales isostáticos: determinación de reacciones de vínculo externo en sistemas de una “n” chapas.

UNIDAD 1.6: INTRODUCCIÓN A LA RESISTENCIA DE MATERIALES Concepto de tensión y deformación específica. Sus componentes. Concepto de barra, eje, sección transversal y fibra. Principio de Saint-Venant. Discontinuidades estáticas y geométricas. Barras continuas. Resistencia de materiales, alcance de estudios. Propiedades de los materiales y las estructuras: Elasticidad, homogeneidad, ductilidad y fragilidad, linealidad mecánica, geométrica y estructural. Principio de superposición de los efectos. Indeterminaciones propias del cálculo estructural. Coeficiente de seguridad global. Criterios de seguridad: Clásico, semiprobabilístico y probabilístico. Niveles de análisis: Lineal y no lineal. Sus alcances y limitaciones.

UNIDAD 1.7: ESFUERZO AXIL PURO O SIMPLE.
Definición de esfuerzo axil puro o simple. Estado elástico lineal: Ley de Hooke. Concepto de fibra.
Hipótesis de Bernoulli - Navier. Uniformidad de las tensiones. Cálculo de alargamientos de barras.
Cálculo de desplazamientos: Diagramas de Willot. Ensayo de tracción simple. Diagramas tensión -
deformación para materiales típicos: dúctiles, semidúctiles y frágiles. Diagrama ideal bi-lineal.
Resolución de problemas hiperestáticos, en el período lineal, no lineal y plástico. Relajamiento progresivo hasta la transformación en mecanismo. Problema de las tres barras. Estado límite último en tracción y compresión simples, para materiales ductiles y frágiles, en estructuras isostáticas e hiperestáticas. Trabajo elástico y energía potencial de deformación. Dimensionamiento de barras sometidas a esfuerzo axil puro.

UNIDAD 1.8: ESTRUCTURAS ESPECIALES QUE FUNCIONAN A TRACCIÓN O COMPRESIÓN.
Los sistemas reticulados planos, su generación. Diseño de estructuras reticulares, tipos clásicos: Pratt,
Warren, Polonceau, etc. Isostaticidad o Hiperestaticidad interna de los reticulados. Esfuerzos internos en estructuras reticuladas: Cálculo analítico, comentario de los métodos gráficos. Equilibrio de hilos y cables muy tensos, cables poco tensos.

UNIDAD 1.9: ESFUERZO DE CORTE PURO El deslizamiento puro (distorsión) y sus particularidades. Tensiones tangenciales en planos perpendiculares. Energía de deformación ante el esfuerzo cortante. Proyecto, verificación y dimensionado de uniones abulonadas, roblonadas y soldadas sometidas cargas centradas y excéntricas.

UNIDAD 1.10: LOS ESFUERZOS INTERNOS EN UNA PIEZA Tensiones en una sección transversal. Resultante y por de reducción como síntesis de la acción sobre una sección transversal. Carácter referencia de los ejes principales de inercia. Los esfuerzos internos como descomposición de la acción total, plano y línea de fuerzas. Tipo de tensiones producidas por los esfuerzos simples: Esfuerzo axil, esfuerzo cortante, momento flexor, momento torsor. Presentación de los esfuerzos combinados: flexión oblicua, flexión compuesta normal y oblicua, flexotorsión, otros estados más complejos. Diagramas de esfuerzos internos en estructuras planas sencillas de una pieza.

UNIDAD 1.11: ESFUERZOS INTERNOS EN ESTRUCTURAS PLANAS Diagramas de esfuerzos características en esquemas isostáticos de varias chapas, abiertos, de tramos rectos y curvos. Inversión del problema: Determinar el estado de cargas a partir de los diagramas de esfuerzos. La curva de presiones, significado en el diseño de una estructura.

UNIDAD 1.12: PRINCIPIO DE LOS TRABAJOS VIRTUALES Métodos de cálculo basados en principios energéticos para sistemas rígidos: El principio de los trabajos virtuales. Corrimiento y trabajo virtual. Trabajo virtual en giros absolutos y relativos y en corrimientos absolutos y relativos. La cinemática plana como herramienta de cálculo, registro de corrimientos,
variaciones de distancias, giros. Aplicación del P.T.V. al cálculo de incógnitas estáticas en vínculos externos y determinación de esfuerzos internos en estructuras de alma llena y calada.

UNIDAD 1.13: CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE LAS SECCIONES RESISTENTES Características de primer orden. Baricentros en conjuntos superficiales discretos y continuos.
Definición del eje de una pieza estructural. Características de segundo orden. Momentos de inercia de superficies, momento centrífugo, momento de inercia polar, relaciones, radio de giro. Teorema de Steiner. Momentos de segundo orden con respecto a ejes de mismo origen. Ejes principales de inercia.
Determinación de momentos de inercia en secciones resistentes simples y compuestos.

UNIDAD 1.14: CARGAS QUE OBRAN SOBRE LAS ESTRUCTURAS Clasificación cualitativa de las cargas: según su origen, su variación en el tiempo y en el espacio, y su naturaleza. Valores representativos de las cargas: característicos, reglamentarios, de cálculo, según el tipo de estado límite. Criterio semiprobabilístico. Principales cargas que actúan sobre las construcciones civiles: cargas másicas estructurales y edilicias. Sobrecargas o cargas útiles en edificios y puentes. Cargas de origen natural: variaciones de temperatura y humedad, viento, sismo, nieve, hielo.
Empujes de tierra, materiales granulares y fluidos. Panorama sobre el modo de determinación de cada una de ellas.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2025, semestre: 1

Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad

- CIENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN – O. Belluzzi – (T.1,2,3) (Aguilar)
- MECÁNICA DE MATERIALES – M. Vable (Oxford University Press)
- CURSO DE RESISTENCIA DE MATERIALES – A.Guzmán (CEILP)
- RESISTENCIA DE MATERIALES – Feodosiev – (Sapiens)
- RESISTENCIA DE MATERIALES – Seely-Smith – (UTEHA)
- CURSO SUPERIOR DE RESISTENCIA DE MATERIALES – Seely-Smith – (Nigar)
- MECÁNICA TÉCNICA – Timoshenko – (Hachette). Indicado curso 1
- TEORÍA DE LAS ESTRUCTURAS – Timoshenko
- PROBLEMA DE RESISTENCIA DE MATERIALES – Miroliubov y otros – (Mir) – 1000 problemas.
- FÓRMULAS DE RESISTENCIA DE MATERIALES – Roark – (Aguilar)
- ESTÁTICA APLICADA Y RESISTENCIA DE MATERIALES – Stussi – (Dunod)
- ESTÁTICA – J:L:Merian – Reverte – Curso 1
- MECÁNICA DE CONSTRUCCIÓN – V.A. Kigeliov – Mir – Tomos I y II
- RESISTENCIA DE MATERIALES – Timoshenko – Tomos I y II
- CIENCIA DE LAS ESTRUCTURAS – Tomo II – Del Bono – (CEILP)
- ESTABILIDAD I Y II – Fliess – (Kapeluz)
- CIENCIA DE LAS ESTRUCTURAS – Tomo III – Del Bono (CEILP)
- RETICULADOS PLANOS – Del Bono – (CEILP)
- MECÁNICA DE MATERIALES – Hibbeler - Ed. Prentice Hall
- INGENIERÍA MECÁNICA – ESTÁTICA - Hibbeler - Ed. Prentice Hall
- MECÁNICA VECTORIAL PARA INGENIEROS - Beer y Johnston, Jr. - Ed. MacGraw Hill

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

TP01. Fuerzas concurrentes TP02. Fuerzas no concurrentes coplanares TP03. Reacciones en estructuras planas TP04. Esfuerzos axiles TP05. Tracción, compresión y corte TP06. Esfuerzos internos en estructuras de una chapa TP07. Esfuerzos internos en estructuras de varias chapas TP08. Principio de los trabajos virtuales TP09. Características geométricas de las secciones Todos los trabajos prácticos son explicados en forma general por el Jefe de Trabajo Prácticos y deben ser resueltos y aprobados individualmente, presentando una memoria escrita y respondiendo un breve cuestionario. En algunos de ellos se utilizan programas de computación, principalmente de resolución por el Método de los Elementos Finitos y planillas de cálculo.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

Al comienzo del curso se publica un cronograma, incluyendo los contenidos temáticos a abordar en cada clase, y se informa sobre el régimen de cursada, la metodología de evaluación y las fechas previstas para las mismas. El dictado de las clases se concentrará en la explicación de los conceptos más importantes y/o dificultosos, y en las preguntas que formulen los alumnos. Se fomentará la concurrencia a clase con el tema leído previamente de modo que el docente pueda concentrar sus explicaciones en los conceptos que considere más importantes y/o dificultosos. A su vez, esto pretende favorecer el diálogo, la discusión y el debate. El alumno cuenta con el material necesario para el seguimiento de las clases en la biblioteca de la Facultad de Ingeniería y en la del Departamento de Ingeniería Civil, con los apuntes confeccionados por la Cátedra y con las presentaciones en Powerpoint utilizadas por los docentes. En forma paralela al desarrollo de las clases teóricas se articulan las actividades prácticas. Cada uno de los TP es explicado en forma general por el Jefe de Trabajos Prácticos y a continuación los alumnos trabajan en gabinete en el desarrollo de los mismos en comisiones compuestas por no más de 20 alumnos bajo la tutoría de un auxiliar docente. Además de la asistencia, los alumnos deben rendir y aprobar individualmente todos los TPs presentando una memoria escrita y respondiendo a un breve cuestionario, procurando desarrollar en el estudiante habilidades específicas para el análisis crítico y la correcta expresión oral y escrita. En algunos casos se utilizan programas de computación, como planillas de cálculo y software específico en el análisis estructural. La realización del trabajo en gabinete tiene por objeto consolidar los conocimientos impartidos durante las clases teóricas, vinculándolos con problemas concretos de aplicaciones a la práctica profesional. El material didáctico se completa con Guías de Estudio que orientan al alumno durante el desarrollo de todo el programa de la materia en el aprendizaje continuo de los conceptos fundamentales a través de la lectura y la ejercitación.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

La metodología de evaluación se rige por lo dispuesto en la Ordenanza Nº 28 de la FI-UNLP. A mediados y al final de cada semestre se toman evaluaciones parciales, en los períodos fijados por la Facultad a tal efecto e indicados en el calendario académico. Cada uno de los parciales tiene una primera fecha y una fecha de recuperación dos semanas después y abarca la mitad del programa aproximadamente. Los parciales constan de una parte teórica y de una práctica que se rinden y califican, de 0 a 10 puntos, por separado. Al final del semestre se dispone de una fecha adicional de recuperación (flotante) en la que se podrá recuperar solo un parcial de teoría y uno de práctica, sean o no correspondientes al mismo módulo. Para obtener la cursada de la asignatura es necesario tener todos los parciales de teoría y de práctica aprobados con un mínimo de 4 puntos. Para obtener la promoción directa se requiere tener en todos los parciales de teoría y de práctica un mínimo de 6 puntos. En ambos casos se requiere la aprobación del 100% de los trabajos prácticos. El calendario de la materia incluirá los trabajos prácticos que el alumno deberá tener aprobados para estar en condiciones de rendir cada uno de los parciales.

MATERIAL DIDÁCTICO

Tanto en la Biblioteca de la Facultad de Ingeniería de la UNLP como en la del Departamento de Ingeniería Civil se pueden encontrar numerosos textos referidos al análisis estructural. Asimismo, la Cátedra cuenta con apuntes de clase publicados en el sitio web de la Facultad de Ingeniería. Se utilizarán planillas de cálculo y software de análisis estructural, en general por el Método de los Elementos Finitos, en su versión académica de acceso libre.

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Actividad #1
Tema
Tracción y compresión simples 
Nombre
Ensayo a rotura por tracción simple de una barra de acero, y por compresión simple de una probeta de hormigón. 
Laboratorio
LAPIV - Laboratorio de Pavimentos e Ingeniería Vial 
Días y Horarios
Descripción


Se procederá a realizar el ensayo, registrando periódicamente el valor de la carga y de las deformaciones longitudinales. Posteriormente los alumnos redactarán un informe y graficarán los resultados.
Herramientas Utilizadas
Prensa hidráulica, flexímetros

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



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