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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO
Estructuras 1
Área
Ciclo
Semestre
Profesor
I.
: Tecnologías (Estructuras)
: Quinto
: 2015-2
: Christian Asmat G.
Clave
Créditos
Teoría
Práctica
Requisitos
: CIV204
: 3.0
: 2 horas semanales
: 2 horas semanales
: CIV101
DESCRIPCIÓN DEL CURSO
En este curso se estudian diferentes tipos de sistemas estructurales comúnmente empleados
para soportar las cargas de diseño. Asimismo se analiza el comportamiento, la funcionalidad y
la seguridad de estos sistemas estructurales ante cargas verticales y horizontales. Se fortalecen
los conceptos de estructuración e idealización del comportamiento de casos sencillos.
Finalmente, se revisan los conceptos básicos para definir un sistema estructural resistente a
cargas sísmicas.
II. OBJETIVOS
El curso tiene el objetivo general de fortalecer los conceptos del comportamiento de los
principales sistemas estructurales e integrarlos al espacio arquitectónico. De esta manera, el
alumno podrá realizar un diseño arquitectónico sustentado en una estructura funcional, segura
y económica.
Los objetivos específicos del curso son:
a. Disponer de un repertorio de sistemas estructurales y relacionarlos con diferentes
espacios arquitectónicos.
b. Comprender la trayectoria de las cargas desde la zona de aplicación hasta los apoyos.
c. Poder distinguir los elementos más cargados en un sistema.
d. Fortalecer algunos criterios para comparar la funcionalidad de la estructura y para
identificar mecanismos de fallas generales.
e. Tener la capacidad de definir la estructura en un espacio arquitectónico y poder
idealizarlo, de manera simplificada, para su análisis.
f. Comprender el comportamiento y los requisitos de estructuración necesarios para una
estructura resistente a cargas sísmicas.
III.
PROGRAMA ANALÍTICO
CAP 1. INTRODUCCIÓN (2 horas)
1.1. Ingeniería vs Ciencia
1.2. Estructuras: definición y objetivos
1.3. Aspectos arquitectónicos y estructurales
1.4. Estado del arte de la Ingeniería Estructural
CAP 2. COMPORTAMIENTO DE MATERIALES Y ELEMENTOS (2 horas)
2.1. Materiales frágiles y dúctiles
2.2. Propiedades de los materiales
2.3. Elementos sometidos a carga axial
2.4. Elementos sometidos a flexión
2.5. Elementos sometidos a torsión
2.6. Cargas combinadas
CAP 3. SISTEMAS ESTRUCTURALES (6 horas)
3.1. Armaduras, arcos y vigas Vierendeel
3.2. Tirantes y catenarias
3.3. Conexiones
3.4. Pórticos: columnas, vigas, muros, arriostres
3.5. Vigas pared
3.6. Techos: losas nervadas y losas macizas
3.7. Diafragmas
3.8. Cúpulas y bóvedas
3.9. Muros de contención y contrafuertes
3.10. Estructuras complejas: edificaciones, naves industriales, puentes, etc.
CAP 4. ANÁLISIS DE CARGAS (4 horas)
4.1. Tipos de cargas
4.2. Trayectoria de cargas verticales y horizontales
4.3. Cuantificación de cargas gravitatorias
CAP 5. FUNCIONALIDAD Y SEGURIDAD (4 horas)
5.1. Condiciones de servicio y de rotura
5.2. Funcionalidad: control de fisuración y de deformaciones
5.3. Seguridad: control de esfuerzos y de deformaciones
CAP 6. ESTRUCTURACIÓN E IDEALIZACIÓN (4 horas)
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
Requisitos y recomendaciones para estructuración
Condiciones y simplificaciones para la idealización
Predimensionamiento de vigas y losas
Predimensionamiento de columnas y muros
CAP 7. SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS SÍSMICAS (6 horas)
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
IV.
Peligro y vulnerabilidad sísmica
Requisitos para una estructura sismo resistente
Resistencia y ductilidad
Comportamiento de sistemas estructurales
Derivas de entrepiso
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía de consulta Obligatoria:
1.
Onouye, B.; Kane, K. (2007) Statics and strength of materials for architecture and
building construction
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 658 O54 2007]
-2-
Bibliografía complementaria:
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
V.
Morgolius, I. (2002) Arquitects + engineers = structures
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica NA 680 M26]
Torroja, E. (2004) Razón y ser de los tipos estructurales
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 645 T73]
Salvadori, M.; Heller, R. (2005) Estructuras para arquitectos
[Biblioteca Central TA 645 S18]
Salvadori, M. (1990) The art of construction: projects and principles for beginning
engineers and architects
Ching, F.; Adams, C. (2001) Building construction illustrated
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TH 146 CH56]
Gordon, J.E. (1999) Estructuras: o porqué las cosas no se caen
[Biblioteca Central TA 645 G73]
Ramsey, C.; Sleeper, H. (2003) Las dimensiones en arquitectura
Engel, H.; Rapson, R. (1999) Tragsysteme = Structure systems
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TH 845 E61]
Mainstone, R. (2001) Developments in structural form
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica NA 4170 M17]
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 633 S18]
Arnold, C.; Reitherman, R. (1987) Configuración y diseño sísmico de edificios
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica TA 658.44 A75]
Kuroiwa, J. (2002) Reducción de desastres: viviendo en armonía con la naturaleza
[Biblioteca Complejo de Innovación Académica GB 5030 K96]
METODOLOGÍA
La metodología de clase será expositiva en aula, revisando los conceptos mediante
diapositivas y casos reales. A esto se le complementa la dinámica de talleres, en los cuales se
crea un espacio donde se intercambian ideas, observaciones y conclusiones.
(Ver CRONOGRAMA)
VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN
La nota final se obtendrá mediante un promedio ponderado de los talleres, del trabajo
semestral y de los exámenes, considerando los siguientes pesos.
NF = 0.20 TA + 0.30 TS + 0.20 EX1 + 0.30 EX2
Dónde: NF
TA
TS
EX1
EX2
: Nota final del curso.
: Promedio de los seis (06) talleres.
: Nota del trabajo semestral
: Nota del primer examen.
: Nota del segundo examen.
San Miguel, julio de 2015
-3-
CRONOGRAMA
SEMANA
CLASE TEÓRCIA
TALLER
01
INTRODUCCIÓN
Prueba de entrada al curso. Presentación
del trabajo semestral.
02
COMPORTAMIENTO DE MATERIALES Y
ELEMENTOS
TALLER 1: Materiales de construcción y
elementos estructurales.
03
SISTEMAS ESTRUCTURALES (I)
AVANCE DE TRABAJO SEMESTRAL 1.
04
SISTEMAS ESTRUCTURALES (II)
Revisión de diferentes sistemas
estructurales en el campus PUCP.
05
SISTEMAS ESTRUCTURALES (III)
TALLER 2: Identificación de sistemas
estructurales.
06
ANÁLISIS DE CARGAS (I)
AVANCE DE TRABAJO SEMESTRAL 2.
07
ANÁLISIS DE CARGAS (II)
TALLER 3: Comparación cualitativa de
cargas en elementos estructurales.
08
EXAMEN PARCIAL
09
FUNCIONALIDAD Y SEGURIDAD (I)
Presentación de fallas estructurales
10
FUNCIONALIDAD Y SEGURIDAD (II)
TALLER 4: Evaluación de criterios de
evaluación de la estructura.
11
ESTRUCTURACIÓN E IDEALIZACIÓN (I)
AVANCE DE TRABAJO SEMESTRAL 3.
12
ESTRUCTURACIÓN E IDEALIZACIÓN (II)
TALLER 5: Estructuración de columnas,
placa, losas y vigas en edificaciones.
13
SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS
SÍSMICAS (I)
AVANCE DE TRABAJO SEMESTRAL 4.
14
SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS
SÍSMICAS (II)
TALLER 6: Comparación cualitativa de
estructuras en zonas sísmicas.
15
SISTEMAS ESTRUCTURALES ANTE CARGAS
SÍSMICAS (III)
PRESENTACIÓN DE TRABAJO SEMETRAL
16
EXAMEN FINAL
17
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