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Sistemas Estructurales I

Esta asignatura representa la entrada al mundo de las estructuras en la Arquitectura, se revisan los conceptos primarios de lo que son las estructuras, los sistemas de estructuras y su variedad, así como también se proporcionan las bases esenciales para el diseño y análisis estructural.

Programa de la Materia

Introducción:
El temario para un programa de Estructuras en la Arquitectura debe atender la necesidad  primordial de facilitar información concreta y concisa sobre las múltiples alternativas de solución del sistema estructural adecuado para un  Proyecto Arquitectónico. El Proyecto Arquitectónico se debe entender como un proceso de toma de decisiones en diferentes fases y escalas, las cuales finalmente deben converger en un conjunto de soluciones integradas que coherentemente cumplan con las expectativas tanto del diseñador como del cliente, además de cumplir a cabalidad con las normativas vigentes en todos los aspectos técnicos del proyecto.
En nuestro caso, el objetivo general es el de dotar al Arquitecto con una serie de herramientas prácticas (conceptuales y numéricas) que sean de utilidad al momento de tomar decisiones en el proyecto.

Contenido del Programa:

 Módulo 1:  Introducción a los sistemas estructurales. La estructura como sistema, sistemas estructurales. Clasificación geométrica de los sistemas estructurales (Duración: 3 semanas).

Tema 1.1: Definiciones elementales, conjuntos de variables en los sistemas estructurales.

Tema 1.2: La estructura como sistema, conjuntos y elementos.

Tema 1.3: Clasificaciones de las estructuras, la geometría como punto de partida en el diseño de estructuras.


Módulo 2: Fuerzas, sistemas de fuerzas
(Duración: 2 semanas).

Tema 2.1: Las cargas en las edificaciones, definiciones y modelización de la realidad, vectorización de cargas.

Tema 2.2: Las cargas en los sistemas de referencia cartesianos (bidimensional y tridimensional), descomposición en componentes cartesianas, expresiones vectoriales de las cargas.

Tema 2.3: Operaciones vectoriales de cargas: adición y multiplicación. Sistemas de cargas, efectos sobre los cuerpos, reducción de sistemas de cargas. Equilibrio  de sistemas de cargas.

 
Módulo 3: Los elementos estructurales, la estructura como sistema
(Duración: 2 semanas).

Tema 3.1: Abstracción de la realidad física, modelos de representación de las estructuras y sus componentes. Elementos y apoyos

Tema 3.2: La estabilidad de las estructuras, geometría y condiciones de apoyo. Ecuaciones de estabilidad. Clasificación de las estructuras por su estabilidad.

Tema 3.3: Estimación de los sistemas de cargas en las estructuras. Las reacciones en los apoyos.

 
Módulo 4: Los materiales y su papel en las estructuras (Duración: 2 semanas).

Tema 4.1: Resistencia de materiales (principios fundamentales), esfuerzos básicos en los elementos estructurales.

Tema 4.2: Modelos de comportamiento para los materiales, simplificaciones lineales, ductilidad y fragilidad de materiales, variabilidad de los parámetros de resistencia de los materiales y su incidencia en los factores de seguridad para el diseño.

Módulo 5: Los elementos estructurales y las propiedades de la sección transversal (Duración: 3 semanas).

Tema 5.1: La sección transversal del elemento, propiedades geométricas y estáticas. Centroide de figuras geométricas planas, centro de gravedad de cuerpos planos, ejes de simetría y relaciones con los centros de gravedad y geométrico, ejes centroidales. Momento estático de secciones transversales. Centroides de figuras complejas.

Tema 5.2: El momento de inercia de la sección transversal, concepto, relaciones con los esfuerzos internos de los elementos estructurales. Momento de Inercia de secciones transversales simples. Momento de Inercia de secciones compuestas.

 

Modulo 6: Esfuerzos simples en los elementos estructurales (Duración: 2 semanas).

Tema 6.1: La deformación como evidencia de los esfuerzos internos, deformación lineal de elementos estructurales longitudinales. La compresión y la tracción en elementos estructurales, estimación de esfuerzos y deformación lineal.

Tema 6.2: Efectos de la temperatura en los elementos estructurales longitudinales, alargamiento y acortamiento de elementos por efectos térmicos. Estimación de deformaciones térmicas y esfuerzos generados por las mismas.

 

Criterios y programación de la evaluación:

Para efectos de la evaluación, se realizarán pruebas, cinco en forma de exámenes y una en forma de trabajo escrito. El trabajo escrito tendrá un valor equivalente al 30% del total de la calificación final de la asignatura. Los exámenes se promediarán entre sí y valdrán un 70% de la calificación final de la asignatura.

Exámenes: se realizará un examen corto al finalizar cada uno de los módulos, excepto para el Módulo I, que tiene un carácter informativo, el cual será evaluado con un trabajo corto (en grupo).

Trabajo escrito: se realizará un trabajo escrito, con el fin de aplicar los conocimientos adquiridos en cada módulo por medio del análisis arquitectónico. El objeto del trabajo debe ser una obra de Arquitectura, de la cual se tenga suficiente información (plantas, cortes, alzados y fotos), y que será escogida de común acuerdo, entre el profesor y el alumno, al inicio del semestre.

El trabajo se desarrollará en cinco fases que se describen a continuación:

Fase 1: Análisis de la forma general: en esta fase se sientan las bases del análisis, del cual debe salir como resultado la descripción geométrica de la obra.

Fase 2: Descripción del sistema estructural utilizado: se debe identificar y describir el o los sistemas estructurales utilizados, así como los elementos que lo conforman, con sus características físicas (forma, material) y constructivas (elementos, uniones).

Fase 3: Realización de los esquemas estructurales respectivos: por medio de la simbología propia del análisis estructural, se debe representar la estructura de la edificación.

Fase 4: Identificación de los sistemas de cargas: dependiendo de los materiales, el uso y las variables ambientales, describir las posibles cargas actuantes y sus localizaciones en los esquemas estructurales.

Fase 5: Análisis de los esquemas estructurales: con base en las herramientas de análisis impartidas en el programa, se debe realizar un análisis de la estructura, con el fin de estimar las reacciones en los apoyos, identificar los esfuerzos internos y proponer un esquema general de funcionamiento de la estructura.

Formato para los trabajos escritos:
Los trabajos a desarrollar deberán ser presentados en páginas tamaño carta, con letra tipo "Times New Roman" de 12 puntos de tamaño, donde los párrafos deberán tener un espaciado sencillo. Las páginas deben estar numeradas, y el trabajo debe contener: Indices (contenidos, Tablas, Figuras, etc.), Introducción, Conclusiones, y Referencias.

Bibliografía:

Beer, F. y Johnston, R. (1984). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Bogotá:  McGraw Hill.

Cowan, H. J. (1977). An Historical Outline of Architectural Science. (Segunda edición) Londres: Applied Science Publishers.

Cowan, H. J. (1977). The master builders. Nueva York: John Wiley and Sons.

Engel, Heinrich. (1970). Sistemas de Estructuras. Madrid: Blume.

González Tejeda, I. (1992). Análisis de estructuras arquitectónicas, resistencia de materiales y análisis de estructuras continuas. México: Trillas.
Moore, F. (2000).
Comprensión de las estructuras. México: McGraw-Hill.
Norris, Charles H. y Wilbur, John B. (1969), Análisis elemental de estructuras. McGraw-Hill, México.

Salvadori, M. (1966). Estructuras para arquitectos. Buenos Aires: La Isla.

Salvadori, M. (1970). Diseño estructural en Arquitectura. México: Compañía Editorial Continental.

Zurita Ruiz, J. (1963). Formulario para la construcción. Barcelona: Ediciones CEAC.

Calendario de Evaluaciones
Semestre A-2007:
Inicio de clases : 09/04/2007
Evaluaciones Escritas:
  1. MODULO 2: Segunda semana de Mayo 2007
  2. MODULO 3: Cuarta semana de Mayo 2007
  3. MODULO 4: Segunda semana de Junio 2007
  4. MODULO 5: Tercera semana de Junio 2007
  5. MODULO 6: Segunda semana de Julio 2007
  6. Recuperativo-Diferido: Tercera semana de Julio 2007
Trabajos Escritos:
Las entregas parciales del trabajo escrito deberán ir a la par de los exámenes.

Material de Apoyo
Listado de Estudiantes
Sistemas Estructurales I Sección 02
Dr. Arq.  Argimiro Castillo Gandica
Universidad de Los Andes
Facultad de Arquitectura y Arte
Escuela de Arquitectura

Telef: 2401915 - 2401940
E-mail: argicast@ula.ve
Web: http://webdelprofesor.ula.ve/argicast



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