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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