UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ FACULTAD DE INGENIERÍA
PLAN DE DESARROLLO DE ASIGNATURA (PDA)
Programa académico: Ingeniería Civil Núcleo de formación: Básico Disciplinar
Nombre de la asignatura: Mecánica de Materiales Código : 25A05
No. de créditos: 4
Horas de acompañamiento directo: 4 Horas de trabajo independiente 8 Requisitos: Mecánica vectorial
Asignaturas correlacionadas: Mecánica Vectorial, Mecánica de suelos, Análisis estático
Justificación
Algunos profesionales de la ingeniería tales como el ingeniero civil, el ingeniero mecánico, el ingeniero estructural y el ingeniero aeronáutico entre otros, necesitan conocimientos de mecánica básicos que les permitan determinar la resistencia y el desempeño físico de elementos con los cuales puedan llevar a cabo el análisis y diseño adecuado de diferentes sistemas estructurales.
Sinopsis de la asignatura
Previos:
Cálculo diferencial e integral, mecánica vectorial, geometría euclidiana y descriptica Competencias
1. Utiliza los conceptos, principios y leyes fundamentales de las ciencias naturales. 2. Selecciona y aplica un modelo matemático de acuerdo con las necesidades. 3. Utiliza procedimientos matemáticos en la solución de problemas.
Estrategias didácticas
La asignatura se desarrolla con la metodología blended learning O aprendizaje semipresencial. El fundamento de esta metodología está en la combinación de trabajo presencial y trabajo en línea. En ambos casos se combina los medios digitales y el uso de herramientas de internet. La fortaleza de esta metodología radica en que el estudiante controla el tiempo, el lugar y el espacio de su aprendizaje. Las sesiones de clases se utilizan para complementar y profundizar en lo aprendido. También habrá espacio para discusiones grupales. Para esta metodología se llevará a cabo la siguiente estrategia:
1. Clases pre grabadas: los estudiantes podrán descargar desde el blog de la asignatura, las clases pre grabadas de tal forma que puedan estudiar las lecciones de manera anticipada.
2. Solución de quizes on line: algunas evaluaciones y quizes se podrán tomar en línea, con tiempos de ejecución controlados. Estas evaluaciones podrán en algunos casos tener asignado un porcentaje respecto a la nota final.
3. Lecturas y solución de problemas de forma independiente: los estudiantes resolverán ejercicios de aplicación por fuera de la clase. De la misma manera, podrán hacer lecturas de forma independiente.
4. Complementos de clases presenciales: en los equipos de trabajo, se discutirá en clase los temas estudiados de forma independiente, se hará socializaciones y contarán con el apoyo y la aclaración de las dudas por parte del profesor.
6. Uso de herramienta de solución de problemas on line. Se usará los softwares Socrative y Polldaddy, así como google classroom para que los estudiantes participen respondiendo a preguntas cortas y quizes, que den indicación de la adquisición de los conceptos. Esto se hará por medio del uso de smartphones.
7. Talleres grupales guiados: Se desarrollarán en clase y se hará retroalimentación de los resultados a fin de verificar la comprensión de los fenómenos y aclarar las dudas que puedan surgir
8. Laboratorios: Los estudiantes realizarán en los diferentes equipos de trabajo, los laboratorios asignados. NOTA:
Los estudiantes formarán grupos de mínimo 3 y máximo 4 integrantes. Discusiones grupales, proyecto final y asesorías personalizadas se harán en dichos grupos.
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Asesorías semanales: Se destinará 1 hora a la semana para asesorías extra clase en las cuales se consultarán dudas respecto a talleres asignados, las lecturas, las clases pregrabadas y el proyecto de asignatura. Se contará con 4 horas adicionales a la semana para realización de trabajos y consultas con el monitor de la asignatura. En total, serán 5 horas de asesoría
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
ACTIVIDADES Y TAREAS INSTRUMENTOS DE EVALUACION
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Las descritas Clases pregrabadas, talleres
grupales e individuales, laboratorios
Sustentación grupal e individual, quizes on line y presencial, evaluación cualitativa en clase, parciales
Puntualidad en la entrega de informes y talleres. Claridad en la explicación de los fenómenos para la sustentación de resultados de experimentación. Calidad y pertinencia en la presentación y sustentación de informes.
UNIDAD TEMÁTICA
PREGUNTA GENERADORA
INDICADORES DE LOGRO
ESFUERZO, DEFORMACI
ÓN Y
CARGA AXIAL.
¿Qué relación existe entre las deformaciones generadas en elementos sometidos a cargas axiales de tracción y compresión y sus geometrías y materiales que lo componen, y cómo se interpreta esa relación en función del uso estructural que se le dé?
Asocia la deformabilidad de elementos cargados axialmente con los módulos de rigidez y deformación de los materiales de que están hechos.
Identifica y utiliza correctamente las unidades de medida de esfuerzo y deformación en elementos cargados axialmente.
Identifica los fenómenos de rigidez y flexibilidad de los materiales y los asocia a su resistencia a la deformación.
Usa correctamente los factores de seguridad en la solución de problemas relacionados con las estructuras.
TORSIÓN Y DEFORMACI ONES POR TORSIÓN EN VIGAS
¿Cuál es el efecto de la torsión en vigas cuadradas y rectangulares y cómo afecta a estructuras de concreto reforzado?
Asocia correctamente los efectos del flujo de cortante a la deformación de vigas.
Comprende los efectos relacionados con esfuerzos cortantes en elementos sometidos a torsión
CORTANTE EN VIGAS
generados por la flexión en vigas sometidas a cargas transversales y cuáles son los diseños más adecuados para combatir los problemas que dichos efectos general?
flector de una viga con carga perpendicular a su eje longitudinal y con diferentes tipos de apoyo.
Representa gráficamente las magnitudes de fuerza cortante y momento flector a lo largo de una viga con carga perpendicular a su eje longitudinal y con diferentes tipos de apoyo e identifica las zonas de valores máximos. Explica la relación entre el concepto de inercia, y la resistencia a la flexión de
vigas rectangulares y cuadradas.
Identifica las zonas de una viga con carga transversal, donde ocurren los esfuerzos máximos por flexión y su relación con el momento flector.
Emplea los conceptos de flexión para explicar la convención de signos para fuerza cortante y momento flector en cualquier punto a lo largo de una viga. Identifica la relación entre la inercia, el eje neutro y el módulo de sección de
vigas rectangulares y cuadradas, cargadas transversalmente.
Emplea los conceptos de inercia y centroide para resolver problemas relacionados con la flexión de vigas de concreto reforzado y materiales compuestos.
Explica el concepto de momento estático de un área
Representa gráficamente la variación de los esfuerzos cortantes y esfuerzos normales a lo largo de la sección transversal de una viga con carga transversal.
localización de los esfuerzos cortantes máximos en vigas cargadas transversalmente y con secciones transversales variadas.
Representa gráficamente la flexión asimétrica en elementos de diferentes secciones transversales y sometidas a cargas descentradas.
Distingue la relación entre el radio de curvatura y la deflexión y el giro de una viga con carga transversal.
Utiliza las funciones de singularidad para calcular la deflexión y el giro de vigas cargadas transversalmente y con diferentes tipos de apoyo.
Aplica el concepto de deformación y condiciones de frontera en la solución de problemas relacionados con el giro y la deflexión de una viga con carga transversal.
TRANSFOR MACIÓN DE ESFUERZOS Y CIRCULO DE MOHR
¿Dónde y bajo qué
condiciones se producen los esfuerzos principales y los esfuerzos máximos en elementos sometidos a cargas transversales, de tracción y compresión y cómo se interpretan gráficamente?.
Reconoce la relación entre los esfuerzos normales y esfuerzos cortantes que ocurren en planos inclinados respecto a dos ejes perpendiculares.
Usa las ecuaciones de transformación de esfuerzos para representar los valores máximos y mínimos de esfuerzos normales, el valor máximo y nulo del esfuerzo normal y las direcciones en las cuales estos ocurren.
Emplea el círculo de Mohr para esfuerzo plano para determinar los valores y direcciones de esfuerzos cortantes y normales en planos girados respecto a dos ejes perpendiculares.
Medios educativos Bibliografía
Socrative, PollDaddy (software para quizes, preguntas y respuestas), Google classroom Salón de clases, tableros inteligentes, diapositivas en power point
Software fuerza cortante y momento flector en vigas Software círculo de Mohr
CONTENIDOS PROGRAMÁTICOS CONCEPTO DE ESFUERZO
Fuerzas y esfuerzo, Carga axial (esfuerzo normal, esfuerzo cortante), Cargas inclinadas, Aplicación al análisis de estructuras simples, Esfuerzos en condiciones generales de carga, Esfuerzo último y esfuerzo admisible, factor de seguridad.
ESFUERZO Y DEFORMACION PARA CARGA AXIAL
Deformación normal bajo carga axial, diagrama esfuerzo-deformación lineales Deformación de elementos sometidos a carga axial
Relación de Poisson, deformación cortante
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR EN VIGAS
Consideraciones básicas de diseño, diagrama de fuerza cortante y momento flector, relación de carga, fuerza cortante y momento flector.
FLEXION
Elementos prismáticos sometidos a flexión pura, Esfuerzos y deformaciones por flexión, carga axial en un plano de simetría, Flexión de vigas compuestas (vigas de concreto reforzado), flexión asimétrica
CARGA TRANSVERSAL
DEFLEXION DE VIGAS
Método de la doble integración, funciones de singularidad, cálculo de momento, cortante, giro y deflexión por funciones de singularidad
BIBLIOGRAFIA
Por política de la universidad, el idioma inglés hace parte de la formación en todas las asignaturas del programa de ingeniería civil. Por lo tanto, material escrito en Inglés para algunos talleres también será asignado a los estudiantes.
1. Montoya, Jorge. Mecánica de Materiales. Segunda Edición. 2017
2. Ferdinand P Beer, E Russel Johnston Jr, John T Dewolf, MECANICA DE MATERIALES Tercera Edicion, 3. Mc Graw Hill 2004
4. Gere, James M MECANICA DE MATERIALES, sexta Edicion, Thomson Learning, 2002
5. Bedford, Anthony, Liechti , Kenneth M, MECANICA DE MATERIALES, Primera Edicion, Prentice Hall, 2002 6. Timochenko y Gere, MECANICA DE MATERIALES, segunda edición Grupo editorial Iberoamerica, 1986 7. Hibbeler, R. C. MECÁNICA DE MATERIALES, Tercera Edición, Pearson, 1998.
La evaluación se llevara a cabo de la siguiente forma:
Tres Parciales, talleres y laboratorios, discusiones grupales sobre apropiación conceptual, quizes individuales y/o grupales por medio de Socrative
Evaluación
Tipo
Porcentaje
Fecha
Parcial 1.
25%
6 de septiembre
Parcial 2
25%
4 de octubre
Parcial 3.
25%
15 de noviembre
Talleres/Quizes 1
10%
Laboratorios
15%
Definidas por el
monitor
NOTA:
No se llevará registro de asistencia a clases. La asistencia a las clases y actividades de esta asignatura son de su entera responsabilidad, y por tanto usted asume las consecuencias de la no asistencia en cuanto al tema visto y las actividades realizadas, incluido talleres y quizes no anunciados
