PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

Resistencia de Materiales 2

Especialidad : Ingeniería Civil Clave : CIV223

Área : Estructuras Créditos : 4.5

Ciclo : Sexto Teoría : 4 horas/semanales

Semestre : 2014-2 Práctica : 2 horas/quincenales

Profesores : Daniel Quiun Requisitos : ING215

Francisco Ginocchio

Nicola Tarque

Jonathan Soto

I DESCRIPCIÓN DEL CURSO

Estudia las secciones de varios materiales y el comportamiento de materiales que no resisten

tracción. Presenta los principios básicos del Análisis Estructural y refuerza el trazado de

diagramas de fuerzas de sección en estructuras isostáticas. Desarrolla los temas de trabajo y

energía de deformación con aplicaciones a estructuras típicas. Estudia el método de

flexibilidad para el análisis de armaduras, vigas, pórticos y parrillas hiperestáticas. Inicia el

estudio de la fluencia elastoplástica de secciones sometidas a carga axial y flexión. Desarrolla

el pandeo en elementos en compresión y estudia el comportamiento de columnas.

II OBJETIVOS

Complementa los temas estudiados en Resistencia de Materiales 1.

Presenta los principios básicos del Análisis Estructural.

Desarrolla el Método de Flexibilidad para el análisis de estructuras.

El presente curso responde a los resultados del programa, apoyando en el logro de:

(a) El alumno aplique las herramientas de las ciencias exactas y la ingeniería,

relacionadas con los análisis y diseños vinculados con la Ingeniería Civil.

III PROGRAMA ANALÍTICO

1. SECCIONES DE VARIOS MATERIALES (5 horas)

1.1 Análisis de secciones compuestas de varios materiales.

1.2 Carga axial, momento flector y fuerza cortante.

1.3 Aplicaciones a secciones de concreto armado no agrietadas, albañilería confinada en

muros esbeltos, madera reforzada.

2. MATERIALES QUE NO RESISTEN TRACCIÓN (4 horas)

2.1 Núcleo central.

2.2 Cálculo de esfuerzos en secciones de concreto armado agrietadas y en cimentaciones

con carga excéntrica.

- 2 -

3. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS ESTRUCTURAL (4 horas)

3.1 Principios e hipótesis del Análisis Estructural.

3.2 Sistemas estructurales, clasificación e idealización.

4. DIAGRAMAS DE FUERZAS DE SECCIÓN Y DEFORMADAS (7 horas)

4.1 Fuerzas de sección en vigas. Trazado de diagramas por los métodos de cálculo de

reacciones, principio de superposición y asimilación a volados. Trazado de la curva

elástica. Cálculo de reacciones a partir de las fuerzas cortantes.

4.2 Fuerzas de sección en pórticos planos. Trazado de diagramas. Pórticos con barras

inclinadas.

4.3 Fuerzas de sección en parrillas con cargas perpendiculares a su plano. Trazado de

diagramas.

5. TRABAJO Y ENERGÍA DE DEFORMACIÓN (10 horas)

5.1 Principio de conservación de la energía. Trabajo real y trabajo complementario.

5.2 Energía interna en elementos rectos. Influencia de la fuerza normal, fuerza cortante,

momento flector y momento torsor.

5.3 Principio del Trabajo Virtual. Fuerzas y desplazamientos virtuales. Método de la

carga unitaria. Efecto de la temperatura.

5.4 Teoremas de Castigliano y Menabrea.

5.5 Teoremas de Betti-Maxwell.

6. MÉTODO DE FLEXIBILIDAD (12 horas)

6.1 Determinación estática.

6.2 Descripción y desarrollo del método de flexibilidad.

6.3 Coeficientes de flexibilidad. Propiedades.

6.4 Aplicaciones al análisis de armaduras, vigas, pórticos y parrillas.

7. ANÁLISIS DE SECCIONES INELÁSTICAS (5 horas)

7.1 Comportamiento ante carga axial. Esfuerzos residuales. Deformaciones

permanentes.

7.2 Comportamiento ante momento flector. Momento-curvatura. Esfuerzos residuales.

Deformaciones permanentes.

8. PANDEO DE COLUMNAS Y ELEMENTOS EN COMPRESIÓN (7 horas)

8.1 Introducción. Pandeo global y local.

8.2 Teoría de Euler: columna con extremos articulados y con otras condiciones de apoyo.

Longitud efectiva.

8.3 Columnas con carga axial excéntrica. Fórmula de la secante.

8.4 Fórmulas empíricas para columnas con carga centrada y carga excéntrica.

IV BIBLIOGRAFÍA

1. Beer – Johnston – DeWolf - Mazurek, (2013) “Mecánica de materiales”, 6a

edición, McGraw-Hill Interamericana, México.

2. Feodosiev, (1972) “Resistencia de materiales”, Mir, Moscú.

3. Gere – Goodno, (2009) “Mecánica de materiales”, 7a edición, Thomson Learning,

México.

- 3 -

4. Hibbeler, (2011) “Mecánica de materiales”, 8a edición, Prentice Hall, México.

5. Miroliubov et al., (1981) “Problemas de resistencia de materiales”, Mir, Moscú.

6. Popov – Balan (2000) “Mecánica de Sólidos”, 2ª edición, Pearson Educación,

México.

7. Pytel – Singer, (1994) “Resistencia de materiales”, 4ª edición, Oxford University

Press – Harla, México.

8. Hibbeler, (1997) “Análisis estructural”, 3a edición, Prentice Hall Hispanoamericana,

México.

9. Laible, (1988) “Análisis estructural”, Mc Graw-Hill, México.

10. McCormac – Nelson, (2002) “Análisis de estructuras: métodos clásico y matricial”,

Alfaomega, México.

11. Norris – Wilbur –Utku (1976) “Análisis Elemental de Estructuras”, Mc Graw-Hill

Latinoamericana, Bogotá.

12. West, (1984) “Análisis de estructuras”, CECSA, México.

13. White - Gergely - Sexsmith, (1980) “Ingeniería estructural”, Vols. 1, 2 y 3, Limusa,

México.

14. Hsieh- Mau, (1995) “Elementary theory of structures”, Prentice-Hall, Englewood

Cliffs, NJ.

V METODOLOGÍA

La teoría del curso está disponible para los alumnos de antemano en el campus virtual. En

clase se expone esta teoría y se ilustra con varios ejemplos de aplicación, por lo que la

asistencia del alumno es muy importante. La parte práctica del curso consta de cuatro

prácticas individuales en aula y dos exámenes. El capítulo del Método de Flexibilidad se

desarrolla bajo el sistema Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) con trabajo en grupos, lo

cual se evalúa como tarea académica (TA).

VI SISTEMA DE EVALUACIÓN

En este curso se aplica la modalidad de evaluación 2, que establece que el promedio se

calcula con la siguiente fórmula:

Nota Final = (6 Ex1 + 8 Ex2 + 3 Pa + 3 TA) / 20

Donde: Exi = examen iésimo.

Pa = promedio de prácticas tipo “a”, sin considerar la menor nota.

TA = tarea académica.

TA = actividades académicas designadas por el profesor. Estas actividades pueden ser:

monografías, exposiciones en clase, trabajos especiales, informes, controles de lectura,

seminarios, participación del alumno en clase, etc. El puntaje obtenido por este concepto será

consignado como nota única TA.

San Miguel, agosto de 2014.