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Parcelación – Estática
1. Identificación
División académica Ingenierías
Departamento Ingeniería Civil y Ambiental
Programa académico Ingeniería Civil
Nombre de la asignatura Estática para Arquitectos
Código de la asignatura IBA 4070-01
Prerrequisitos MAT 1101
Correquisitos -
Número de Créditos 3
Intensidad Horaria 3 (3 teóricas)
Tipo de curso Obligatorio
Período Académico 2016-10
Coordinador del curso Farid Sesin
Ubicación del coordinador del curso Bloque K octavo piso
Horario de atención de estudiantes
coordinador del curso Cita previa
NRC 3625
Sección 01, 11
Profesor de la sección Andres Galan Bettin
Horario de atención de estudiantes
profesor de la sección Cita previa
Horario de clases Martes 10:30-12:30 y Miércoles 9:30-10:30
2. Descripción sintética de la asignatura
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.
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
2/6 este propósito, el curso se divide en 3 módulos claramente diferenciados que se presentarán a continuación.
Los métodos empleados serán fundamentados en el aprender haciendo y en aspectos fenomenológicos, acompañados de un componente teórico de fundamentación del conocimiento.
4. Objetivos
El objetivo del curso es 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 de ingeniería. 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 a. Course outcomes - CO
El estudiante al final del curso contara con las siguientes habilidades: Objetivo #1:
Estudiar y analizar fuerzas en una partícula en equilibrio estático. Resultados del aprendizaje:
1.1.- Expresar fuerzas y vectores de posición en forma vectorial en el sistema de coordenadas cartesianas, determinar vectores unitarios, vector suma, producto punto, producto cruz.
1.2.- Dibujar diagramas de Cuerpo Libre.
1.3.- Determinar fuerzas resultantes que actúan en una partícula.
1.4.- Determinar fuerzas necesarias para que una partícula permanezca en equilibrio usando las ecuaciones de equilibrio.
Obejtivo #2:
Estudiar y analizar fuerzas y momentos en un cuerpo rígido en equilibrio estático. Resultados del aprendizaje:
2.1.- Determinar los momentos de fuerzas en dos y tres dimensiones. 2.2.- Determinar fuerzas y momentos resultantes.
2.3.- Determinar cargas puntuales estáticamente equivalentes a cargas distribuidas. 2.4.- Reemplazar apoyos por reacciones equivalentes de fuerzas.
2.5.- Plantear y resolver las ecuaciones de equilibrio estático en cuerpos rígidos. Objetivo #3:
Estudiar y analizar fuerzas y momentos en estructuras rígidas en equilibrio estático. Resultados del aprendizaje:
3/6 3.2.- Determinar las fuerzas que actúan entre los miembros de marcos y máquinas
3.3.- Determinar fuerzas internas y momentos flectores en vigas. Objetivo #4:
Estudiar y analizar fuerzas distribuidas: centroides, centro de gravedad, momentos de inercia.
Resultados del aprendizaje:
4.1.- Determinar centros de gravedad y centroides de áreas y volúmenes. 4.2.- Determinar momentos de inercia de áreas y volúmenes.
Objetivo #5:
Estudiar y analizar fuerzas de fricción seca. Resultados del aprendizaje:
5.1.- Determinar las fuerzas de fricción de Coulomb de cuerpos en equilibrio.
b. Student outcomes - SO
a) Capacidad de aplicar los conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería. e) Capacidad para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería.
6. Metodología
Las clases del curso están compuestas por sesiones de teoría y sesiones de monitoria, talleres, laboratorios y ejercicios. La metodología de las clases consiste en presentar a los estudiantes problemas representativos de cada tema para solucionarlos de manera conjunta con el profesor y de esta forma programar tareas y trabajos para desarrollar en horario extra-clase. Igualmente, se propone la elaboración de un proyecto que contemple la aplicación de los conceptos aprendidos. Atención al estudiante en horas de consulta predeterminada.
Reglas de Juego:
Es indispensable que el estudiante lea el tema de la clase con anterioridad a esta.
En la ejecución de las tareas, se recomienda: individualidad, pulcritud, exactitud, orden y puntualidad. La presentación debe ser en hoja tamaño carta. No se aceptarán tareas entregadas fuera del horario establecido. Las tareas solo serán recibidas al comienzo de la clase.
Si un estudiante falta a la presentación de una evaluación debidamente programada, podrá ser calificado con cero (0.0). Referirse al Reglamento Estudiantil_2007 para casos especiales (i.e. enfermedad, calamidad). Un quiz no presentado con causa justificada, no se cuenta, en los otros casos vale 0.0 (cero), y en ningún caso se reemplaza.
Para aprobar el curso, es requisito indispensable tener un promedio igual o superior a 3.00. El estudiante que exceda el 25% de ausentismo (25% de las horas totales de clase = 12 horas) pierde el derecho a presentar examen final (nota: 0.0).
No se permite el uso de celulares en clase ni durante los exámenes. Por favor apagarlos antes de ingresar.
4/6 Cualquier clase de Fraude será penalizado de acuerdo a los procedimientos disciplinarios
institucionales.
7. Medios
Como medios se utilizarán: 1. Publicaciones
2. Biblioteca 3. Catálogo Web 4. Laboratorios
8. Contenidos
Contenido del Módulo de Estática.
1.- Introducción:
a) Conceptos y principios fundamentales de la mecánica b) Sistemas de unidades
2.- Estática de partículas:
a) Fuerzas en un plano
a. Resultante de fuerzas sobre una partícula b. Descomposición de una fuerza en el plano c. Equilibrio de una partícula en el plano. b) Fuerzas en el espacio
a. Descomposición de una fuerza en el espacio b. Resultante de fuerzas concurrentes en el espacio c. Equilibrio de una partícula en el espacio.
3.- Sistemas equivalentes de fuerza
a) Fuerzas internas y externas
b) Momento de fuerzas con respecto a un punto c) Momento de fuerzas con respecto a un eje
d) Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par
4.- Equilibrio de cuerpos rígidos
a) Diagrama de cuerpo libre
b) Reacciones en puntos de apoyo en dos y tres dimensiones c) Equilibrio de un cuerpo en dos y tres dimensiones
d) Restricciones parciales y reacciones estáticamente indeterminadas
Contenido del Módulo de Materiales y Resistencia de materiales:
1. Resistencia de materiales:
a. El concepto de esfuerzo b. Deformación axial c. Flexión pura d. Torsión y cortante
5/6 f. Columnas
2. Materiales de Construcción
a. Concreto b. Acero
c. Agregados (naturales y sintéticos)
d. Otros materiales: Vidrios, Plásticos, Maderas, Pinturas, etc.
Contenido del Módulo de Sistemas Estructurales
1. Tipologías estructurales
a. Sistemas estructurales b. Sistemas de pisos c. Tipos de estructuras d. Elementos estructurales
2. Principios de análisis estructural
a. Grados de libertad b. Tipos de cargas
c. Principios de estabilidad estructural d. Predimensionamiento estructural 3. Normativas vigentes a. NSR-10 b. ACI, ASCE c. AISC, AISI d. ASTM, NTC 9. Evaluación
COMPONENTES TOPICOS A EVALUAR VALORACION
(%)
Fecha Tentativa
Primer parcial (M) Módulo de estática 20 05 Marzo
Segundo parcial (M) Módulo de resistencia de materiales
20 09 de Abril
Tercer parcial Módulo de sistemas
estructurales
20 07 de Mayo
Examen final Acumulativo 20 Estipulado por
registro
Tareas y quices 20 Estipulado por el
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10. Referencias bibliografías a. Texto guía
1. BEER & JOHNSTON. Mecánica Vectorial para ingenieros, Mc Graw-Hill, 8ª Edición, México, 2007.
b. Otras referencias
1. TORROJA E. Razón y ser de los tipos estructurales. España, 1984.
2. BORESI, Arthur P. & SCHMIDT, Richar J. Ingeniería Mecánica, Estática, Editorial Thomson, 1ª Edición, México, 2001
3. RUSELL C. Hibbeler. Mecánica para Ingenieros. Estática, Prentice Hall, 10ª Edición, México, 2004.
4. J.L. MERIAM & L.G. KRAIGE. Statics, Editorial Wiley, 4ª Edición, EU, 1997.
5. BEDFORD, A. & FOWLER, W. Mecánica para Ingenieros Estática, Editorial Pearson, 5ª Edición, México, 2.008.
11. Autor y fecha de elaboración (actualización)
Andrés Felipe Galan Bettin 01 de Febrero de 2016
