Arquetipos 21

U.C. DISEÑO ESTRUCTURAL
Profesor: Ingeniero Alfonso C. Olivares G.

DESCRIPCIÓN: En esta UC el estudiante desarrollará herramientas avanzadas para el diseño, predimensionado y cálculo de estructuras arquitectónicas. Se hará especial énfasis en las implicaciones que el diseño estructural tiene en relación con el riesgo, la sismo resistencia, y en general la seguridad. Además se integrará a estos saberes un enfoque estético que permita comprender cómo el orden geométrico formal se refleja en el orden estructural. Conceptos clave: Cálculo, orden, estructura, tecnología, riesgo, sismo resistencia.

JUSTIFICACIÓN: Esta unidad curricular del área de tecnología, se inscribe en el Tercer año del programa de formación en Arquitectura, una vez que el participante conoce las herramientas del análisis de estructuras e identifica los componentes de una estructura.

Los conocimientos teóricos y prácticos en esta área son esenciales para la formación del participante, por cuanto ellos son fundamentales para poder determinar las dimensiones y calidad estructural de los elementos componentes de la estructura de una edificación.

Por medio de esta unidad curricular se dotará al participante de las herramientas de diseño estructural y de escogencia de materiales según las condiciones del medio.

OBJETIVO GENERAL: Desarrollar los conceptos básicos que permitirá pre-diseñar estructuralmente una edificación y discernir sobre la pertinencia de los diseños estructurales que les presenten.

OBJETIVO ESPECÍFICO: 

A.- Describir el proceso histórico mediante el cual se ha producido la escogencia de los materiales para incorporarlos a las edificaciones y la influencia en el desarrollo tecnológico de la calidad de las nuevas edificaciones

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO ESTRUCTURAL

A.1 Reseña histórica. Las cuevas, los árboles.

A.2 Los materiales naturales: La piedra, la madera: troncos, ramas y palmas

A.3 Formas geométricas posibles: horizontales e inclinadas rectas, verticales rectas, quebradas rectas, circulares en planta.

A.4 La fabricación de los materiales compuestos a partir de los simples: Adobe, Ladrillos, Bahareque, tejas, Acero, Concreto, Aluminio.

A.5 Nuevas formas geométricas posibles: Arcos, Bóvedas, Catenarias, cúpulas truncadas.

B.- Definir según su ubicación espacial los componentes estructurales de una edificación. Exponer la conveniencia de uso de cada tipo de material según la ubicación espacial de los componentes estructurales.

DIVISIÓN ESPACIAL DE LOS COMPONENTES DEL

DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA EDIFICACIÓN

B.1 División espacial de los componentes del diseño estructural de una edificación: Definición de las solicitaciones o fuerzas a que está sometido cada componente estructural, según su ubicación espacial.

B.2. Descripción de las condiciones y exposición a que son sometidos los materiales estructurales y su conveniencia de usos.

C.- Identificar mediante análisis las condiciones de los elementos estructurales con cargas transversales a su eje. Determinar las cargas, esfuerzos, deformaciones y reacciones a que estarán sometidas las estructuras y evaluará los riesgos dependiendo del tipo de material utilizado

ELEMENTOS ESTRUCTURALES CARGADOS TRANSVESAL A SU EJE

(CUBIERTAS, LOSAS, VIGAS, ESCALERAS)

C.1 Elementos estructurales Cargados Transversal a su eje.

C.2 Tipos de Cubiertas: Planas, inclinadas, abovedadas. Tipos de Losas: Unidireccional, bidireccional,Tipos de vigas: Carga, de sismo, de Riostra, Los Muros de contención.

C.3 Elementos estructurales: Lámina, Viguetas, arcos

C.4 Materiales empleados: Madera, concreto, aluminio, Acero y derivados metálicos.

C.5 calculo según el material

C.6 Escogencia de los materiales

C.7 Determinación de las cargas: Vivas, Muertas y eventuales.

C.8 Pre diseño de la sección.

C.9 Calculo de las fuerzas y momentos

C.10 Chequeo de la capacidad de resistencia

C.11 Manejo de diseño asistido por computadora para el análisis y diseño estructural Módulo PPLAN-W (Cálculo y Dimensionamiento de Pórticos), TEKLA XSTEEL STRUCTURES, CSI SAP2000, ROBOT MILLENIUM, CYPECAD, STAAD.Pro (Bentley), STRAP STRUCTURE ANALYSIS y otros usados en software libre.

D.- Identificar y Analizar las condiciones de los elementos estructurales con cargas axiales. Y los elementos estructurales en contacto con los suelos.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES CARGADOS AXIALMENTE

(COLUMNAS, PEDESTALES, PUNTALES, TIRANTES)

Y ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN CONTACTO CON LOS SUELOS (FUNDACIONES, MUROS)

D.1. Elementos Estructurales cargados axialmente

(columnas, pedestales, puntales, tirantes)

- Tipos de columnas: Corta, larga, esbelta, pilar

- Puntales, pies derecho, tirantes

- Pedestales

- Tipos de vigas: Carga, de sismo, de Riostra

- Elementos estructurales: Lamina, Viguetas, arcos

- Materiales empleados: Madera, concreto, aluminio, Acero y derivados metálicos.

 Calculo según tipo de material

- Escogencia de los materiales

- Determinación de las condiciones de esbeltez y comportamiento.

- Pre diseño de la sección.

- Calculo de las fuerzas y momentos

- Chequeo de la capacidad de resistencia

D.2 Elementos Estructurales En Contacto Con Los Suelos (Fundaciones, Muros)

D.3 Define las cargas, (factores de mayoración) Resistencia (factores de minoración) capacidad de soporte de los suelos. Fricción, peso específico, relación de vacíos, porosidad, saturación, compresibilidad, expansión/contracción

D.4Define Asentamiento, causas y efectos. Tolerancia. Control.

D.5 Procesos de mejoramiento de suelos. Define tipo de fundaciones.

D.6 Diseño de fundaciones directas: Aisladas, continuas, combinadas, placas .Define empuje de tierras. Diseño de muros.

BIBLIOGRAFIA BASICA.

Nash, William (1969) “Resistencia de Materiales” McGraw-Hill, Bogotá.

Norris, Charles; Wilbur, John (1969) “Análisis Elemental de estructuras” McGraw-Hill, México.

McCormac, Jack; Nelson, James (2002) “Análisis de Estructuras”.Alfaomega, México.

Company, M; (1973) “Cálculos de Construcción” Gustavo Gili. Barcelona.

Landa B, Carlos A; (1981) “Diseño de Elementos de Concreto Armado” E.Lanca. Caracas.

Fratelli, María G; (s/F) “Suelos, Fundaciones y Muros” E. Bonalde.Caracas.

McCormac, Jack; (2002) “Diseño de Concreto Reforzado”. Alfaomega, México

Ferguson, Phill; (1970) “teoría Elemental del Concreto Reforzado”. CECSA México.

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