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Información detallada de curso

 

Segundo semestre 2017
Mar 28, 2024
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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: IBA 4070 - ESTATICA PARA ARQUITECTOS
División Académica: División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto. Ing. Civil y Ambiental
MAT 1011 Calificación mínima de 3.0
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
0.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría

Con base en las leyes de Newton y en los principios del algebra lineal y cálculo, el curso hace énfasis en el análisis de las condiciones para que un elemento (sea éste una partícula, un cuerpo rígido o una estructura) se encuentre en estado de equilibrio estático. La Estática permite al estudiante comprender las condiciones y comportamiento referidos al equilibrio y estabilidad real de todos los elementos que hacen parte de una estructura estáticamente determinada. Así mismo, se conjugarán estos conocimientos con los de la resistencia de materiales y las normativas que los rigen, para que el arquitecto logre contar con conceptos claros sobre las tipologías estructurales, ventajas y desventajas, desde el punto de vista del equilibrio estático.


3. JUSTIFICACIÓN

El curso de estática para arquitectos pretende brindar al estudiante conceptos asociados con el equilibrio y la resistencia de sistemas estructurales de todo tipo, fundamentado en principios de la mecánica clásica, la resistencia de materiales y el análisis de estructuras. Para lograr este propósito, el curso se divide en 3 secciones diferenciadas.
Los métodos empleados serán fundamentados en el aprender haciendo y en aspectos fenomenológicos, acompañados de un componente teórico de fundamentación del conocimiento.


4. OBJETIVO GENERAL

Familiarizar al estudiante con el empleo de los principios básicos de la mecánica de sólidos rígidos, los sistemas de fuerzas en equilibrio estático y su aplicación para la solución de problemas estructurales. Al finalizar el curso, el estudiante deberá ser capaz de analizar y diseñar diferentes dispositivos que se pueden representar por medio de estos principios estructurales, a través del empleo del álgebra vectorial y las ecuaciones de equilibrio básicas como herramientas fundamentales.


5. RESULTADOS DE APRENDIZAJE

-Capacidad de aplicar los conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería dentro del ámbito de la arquitectura.
-Capacidad para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería dentro del ámbito de la arquitectura.
-Expresar fuerzas y vectores de posición en forma vectorial en el sistema de coordenadas cartesianas, determinar vectores unitarios, vector suma.
-Dibujar diagramas de Cuerpo Libre.
-Determinar fuerzas resultantes que actúan en una partícula.
-Determinar fuerzas necesarias para que una partícula permanezca en equilibrio usando las ecuaciones de equilibrio.
-Determinar los momentos de fuerzas en dos dimensiones.
-Determinar fuerzas y momentos resultantes.
-Determinar cargas puntuales estáticamente equivalentes a cargas distribuidas.
-Reemplazar apoyos por reacciones equivalentes de fuerzas.
-Plantear y resolver las ecuaciones de equilibrio estático en cuerpos rígidos.
-Determinar centros de gravedad y centroides de áreas.
-Emplear materiales idóneos para cada situación estructural acorde con sus solicitaciones y fenomenología.
-Describir los comportamientos de material a nivel de esfuerzo y deformación.
-Representar la organización de los códigos que rigen cada material, tipología o análisis estructural.


6. CONTENIDO

INTRODUCCIÓN
Conceptos de Mecánica
Ley del paralelogramo
Transmisibilidad
Leyes de Newton
Sistemas y conversión de unidades

ESTÁTICA DE PARTÍCULAS
Resultante de fuerzas sobre una partícula en el plano
Descomposición de una fuerza en el plano
Equilibrio de una partícula en el plano

CUERPOS RÍGIDOS
Momento de fuerzas con respecto a un punto
Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par
Sistemas equivalentes de fuerza

EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS
Diagrama de cuerpo libre
Reacciones en puntos de apoyo en dos dimensiones
Equilibrio de un cuerpo en dos dimensiones
Restricciones parciales y reacciones estáticamente indeterminadas

FUERZAS DISTRIBUIDAS: CENTROIDES Y CENTROS DE GRAVEDAD
Centroides de áreas y líneas
Placas y alambres compuestos
Teorema de Pappus-Guldin
Cargas distribuidas en vigas

RESISTENCIA DE MATERIALES
Fuerzas internas
El concepto de esfuerzo (tracción, compresión, flexión, corte y torsión)
Curva esfuerzo-deformación de un material
Deformación axial
Trayectoria de cargas
Análisis de columnas por áreas aferentes (ASD)
Flexión pura
Deflexión en vigas

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Concreto
Acero de refuerzo
Acero estructural
Madera
Vidrio
Plástico

TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES
Sistemas estructurales
Generalidades
Sistemas de resistencia sísmica para edificaciones
Sistemas de pisos

TIPOS DE ESTRUCTURAS
Armaduras
Cables
Pórticos

ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Vigas
Columnas
Losas (predimensionamiento)
Tirantes

NORMATIVAS VIGENTES
NSR-10, Construcciones sostenibles (energía)
ACI, ASCE
AISC, AISI, AWS
ASTM, NTC


7. BIBLIOGRAFÍA

BEER & JOHNSTON. Mecánica Vectorial para ingenieros, Mc Graw-Hill, 8ª Edición, México, 2007.

RUSELL C. Hibbeler. Mecánica para Ingenieros. Estática, Prentice Hall, 10ª Edición, México, 2004.

BEDFORD, A. & FOWLER, W. Mecánica para Ingenieros Estática, Editorial Pearson, 5ª Edición, México, 2.008.

TORROJA E. Razón y ser de los tipos estructurales. España, 1984.
BORESI, Arthur P. & SCHMIDT, Richar J. Ingeniería Mecánica, Estática, Editorial Thomson, 1ª Edición, México, 2001
J.L. MERIAM & L.G. KRAIGE. Statics, Editorial Wiley, 4ª Edición, EU, 1997.
Asociación de Ingeniería Sísmica-AIS-NSR-10 Reglamento colombiano de construcción sismo resistente, 2010.
American Concrete Institute - ACI - ACI 318-14 Building code requirements for structural concrete and commentary, 2011.
American Institute of Steel Construction - AISC - AISC 303-10, Code of standard practice for steel building and bridges, 2010.
American Institute of Steel Construction - AISC - AISC 360-10, Specification for structural steel buildings, 2010.
International Code Consortium - ICC IBC 2012 International building code, 2012.
American Society of Civil Engineers - ASCE/SEI 7-10 - Minimum design loads for buildings and other structures, 2010

www.asce.org, www.aci-int.org, Pearson database, McGrawHill database
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Versión: 8.7.2 [BSC: 8.10]