resistencia de materiales

INGENIERIA CIVIL

PROGRAMA DE ASIGNATURA

ACTIVIDAD CURRICULAR: RESISTENCIA DE MATERIALES

Código: 95-0224 Año Académico : 2011Área : Estabilidad Y Resistencia de Materiales y Estructuras Bloque: Tecnologías BásicasNivel: 3º Tipo: Obligatoria

Modalidad: AnualCarga Horaria total: Hs Reloj: Hs. Cátedra: 4Carga horaria semanal: Hs Reloj: Hs. Cátedra: 4

Composición del equipo docente

Profesores Titulares: Profesores Asociados: Profesores Adjuntos: Ing. Jorge KORNITZ

Ing. Mario ALONSO Ing. Juan Jose URQUIZA

Auxiliares JTP:Auxiliares ATP 1°:Auxiliares ATP 2°: Ing. Julian VALLES

FUNDAMENTACIÓN

Preparar al estudiante de la carrera de ingeniería civil de los conocimientos básicos en el estudio y comportamiento de los materiales para su empleo en el cálculo de las estructuras.-

OBJETIVOS Calcular de tensiones y deformaciones en sistemas sencillos, el dimensionamiento y la verificación de componentes estructurales con materiales elásticos

CONTENIDOS

a) Contenidos mínimos

Dimensionamiento de secciones sometidas a tracción, compresión, flexión simple y oblicua, corte, torsión.

Solicitaciones combinadas, Combinación de tensiones. Pandeo. Impacto y choque. Fatiga. Estados límites últimos y de utilización

b) Contenidos analíticos

Unidad Temática 1: INTRODUCCION

1

mimberga, 13/07/11,

Fundamentar la asignatura según su propósito general, en el marco del plan de estudios y desde su aporte para la formación ingeniería y el perfil del egresado.

mimberga, 13/07/11,

Detallar los contenidos mínimos, organizados en función de ejes temáticos, unidades, ejes de problemas, u otra modalidad. La forma de describir el contenido puede –opcionalmente- hacer referencia a competencias incluidas en su abordaje.

mimberga, 13/07/11,

Describir los definidos según Ordenanza del plan de estudios vigente

mimberga, 13/07/11,

Formular los principales objetivos de la asignatura, desde la perspectiva de las competencias que deben adquirir los alumnos a través de su dictado.

Objeto y desarrollo de la Resistencia de Materiales. Evolución histórica. Ubicación de la materia dentro de la carrera de Ingeniería Civil.Concepto de sólido elástico y modelo teórico usado en Resistencia de Materiales. Sistema real y esquema de cálculoConcepto físicos de elasticidad, plasticidad, estado límite último y estado de utilización de la estructura. Criterio de seguridad y noción de tensión admisible

Unidad Temática 2: RESISTENCIA DE MATERIALES

Planteo del problema. Hipótesis de la Resistencia de Materiales. Teorías. Validez de los resultadosRelación entre tensiones y deformaciones. Ley de Hooke. Ecuaciones de equivalencia. Principios de las pequeñas deformaciones, de superposición de efectos y de Saint Venant. Hipótesis de la conservación de las secciones planas: NavierPropiedades de los materiales. Materiales dúctiles, frágiles y plásticos. Módulo de elasticidad longitudinal y transversal. Contracción transversal. Coeficiente de Poisson. Dilatación cúbica. Comportamiento mecánico de materiales reales e ideales. Sus características mecánicas. Teorías de primer y según orden. Trabajo y energía de deformación. Ley generalizada de Hooke. Problemas de cálculo o dimensionamiento (síntesis) y verificación (análisis)

Unidad Temática 3: SOLICITACION AXIL

Tracción y compresión. Referencia a los ensayos. Hipótesis de Bernouilli. Tensiones en secciones rectas y oblicuas. Deformaciones. Energía de deformación (casos de esfuerzo normal constante y variable).Dimensionamiento y verificación de componentes estructurales con materiales elásticos. Piezas de igual resistencia a la solicitación axil.Comportamiento del material en periodo plásticoResolución de sistemas hiperestáticos simples. Piezas compuestas. Aumento de resistencia por el pretensado. Efectos de variaciones de temperatura y defectos de montaje.Envolventes o cáscaras de revolución de pequeño espesor. Anillos de pequeño espesor sometidos a presión interior o exterior.

Unidad Temática 4: FLEXION

Flexión compuesta: Planteo general. Flexión simple recta y oblicua. Ejes conjugados. Elipse de inercia. Hipótesis de Bernouilli. Régimen elástico. Ley de variación de las tensiones normales en el plano de la sección. Centro de presión y eje neutro. Núcleo Central. Solicitación axil como caso particular de flexión compuesta. Deformaciones por flexión. Energía de deformación. Dimensionado y verificación de barras sometidas a flexión. Piezas de igual resistencia a la flexión. Materiales sin resistencia a la tracción. Piezas de dos materiales. Vigas armadas y vigas compuestas. Viga de eje curvo. Flexión longitudinal y transversal simultáneas. Flexión en régimen anelástico. Momento elástico límite y de plastificación total. Diagramas de interacción. Influencia de la forma de la sección, coeficiente de forma. Deformaciones por flexión. Ecuación diferencial de la línea elástica. Deformación por variación de temperatura. Trazado de elásticas, diferentes métodos de resolución: doble integración, viga conjugada, ecuación universal de la elástica, teoremas de Mohr.Resortes de flexión o ballestas

Unidad Temática 5: TORSION

2

Barra de sección circular maciza o hueca sometida a torsión en comportamiento elástico. Hipótesis de Coulomb. Ley de variación de las tensiones tangenciales en la sección. Estado de tensión en un punto. Angulo de torsión. Energía de deformación en torsión pura.Tubos de pared delgada. Analogía hidrodinámica y de la membrana elástica. Distribución de tensiones en otras secciones: elípticas, rectangulares, trapecial, triangular, perfiles delgados. Muelles o resortes de torsión.Torsión con comportamiento plástico del material. Momento torsor de inicio de la plastificación y de plastificación total. Cálculo de tensiones y deformaciones.Dimensionamiento y verificación de secciones. Tensiones residuales. Resolución de sistemas hiperestáticos simples.

Unidad Temática 6: SOLICITACIONES COMPUESTAS

Corte puro. Uniones remachadas, atornilladas y soldadas.Flexión y corte. Teoría de Jurawsky. Fórmula de Colignon. Estado de Tensión en un punto. Distribución de tensiones tangenciales en secciones de diversas formas: rectangulares, simétricas de contorno curvilíneo, circulares, etc. Tensiones principales, curvas isostáticas y trayectoria de tensiones. Tensiones tangenciales en perfiles. Centro de corte. Influencia en la elástica de la deformación por corte. Energía de deformación en la flexión y corte. Flexión y torsión combinadas en secciones circulares llena y huecaResortes helicoides y otros casos de solicitaciones combinadas. Dimensionamiento y verificación de secciones. Cálculo de desplazamiento en casos de solicitaciones compuestas

Unidad Temática 7: TEORIAS DE ROTURA

Estado tensionales límites. Concepto de tensión equivalente.Las principales teorías de rotura: máxima tensión principal, máxima deformación específica, tensiones octaédricas y máxima energía de deformación. Aplicaciones.

Unidad Temática 8: PANDEO

Inestabilidad del equilibrio. Equilibrio elástico de barras de eje recto cargadas axilmente. Flexión lateral. Esbeltez. Cálculo de la carga y la tensión crítica. Longitud de pandeo. Teoría clásica de Euler. Distintos casos de sustentación de la barra. Tetmajer. Coeficiente omega. Pandeo anelástico. Fórmulas de Engesser y von Karman. Teoría exacta de segundo orden. Teoría del doble módulo. Reglamentos.Descripción somera de otros casos de inestabilidad: pandeo lateral de vigas estrechas, pandeo de tubos delgados sometidos a presión exterior, pandeo de piezas curvas, pandeo de arcos, etc.

Unidad Temática 9: SOLICITACIONES DINAMICAS Y CARGAS REPETIDAS

Solicitaciones dinámicas: axil, por flexión y por torsión. Carga estática equivalente. Coeficiente de impacto.

Cargas repetidas. Resistencia a la fatiga. Curvas de Wholer. Diagrama de fatiga. Fatiga por solicitación axil y por flexión.

DISTRIBUCIÓN DE CARGA HORARIA ENTRE ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS

3

mimberga, 01/07/11,

Utilizar como guía de actividades prácticas el instructivo que se copia al pie del cuadro.

Tipo de actividadCarga horaria

total en hs. relojCarga horaria total

en hs. cátedraTeórica Formación Práctica Formación experimental Resolución de problemas 27 Proyectos y diseño Práctica supervisada

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

a) Modalidades de enseñanza empleadas según tipo de actividad (teórica-

práctica)

Cursos Teórico-Prácticos

Introducción teórica a cargo del Profesor.Elaboración de algunos desarrollos teóricos (demostraciones), a cargo de los alumnos trabajando en grupos, con la asistencia y guía del Profesor y los Auxiliares Docentes.

Desarrollo de Problemas ejemplares a cargo de los Auxiliares Docentes. Resolución de problemas, a cargo de los alumnos trabajando en grupo, con la

asistencia y guía del Profesor y los Auxiliares Docentes. A cada Unidad Temática le corresponde un Trabajo Práctico compuesto por un conjunto

de problemas. La resolución de estos problemas es obligatoria, se inicia con el trabajo en el aula y se completa su presentación formal con el trabajo de los alumnos fuera del horario de asistencia. Cada grupo debe presentar sus Trabajos Prácticos para corrección en fechas de vencimiento prefijadas en el Cronograma que se les entrega al comienzo del curso.

b) Recursos didácticos para el desarrollo de las distintas actividades (guías, esquemas, lecturas previas, computadoras, software, otros)

Los materiales disponibles para el dictado de la asignatura son Apuntes de cátedra – Programas de computación, PC con cañon, proyector de filminas y equipamiento disponible en el laboratorio integral de ingenieria civil para el desarrollo de la practicaApuntes de cátedra – Programas de computación orientados

EVALUACIÓN

Modalidad (tipo, cantidad, instrumentos)

Evaluaciones al finalizar cada Trabajo Práctico.Aquellos alumnos que denoten un nivel de conocimientos adecuados serán eximidos de rendir los parciales y caso contrario tendrán los recuperatórios correspondientes

4

mimberga, 01/07/11,

Describir las formas de evaluación, requisitos de promoción y condiciones de aprobación de los alumnos, fundamentando brevemente su elección. (Indicar si se anticipa a los alumnos el método de evaluación y cómo acceden estos a los resultados de sus evaluaciones como complemento de la enseñanza).

mimberga, 01/07/11,

Guía para considerar tipos de formación práctica: Consignar la carga horaria total dedicada a la formación práctica vinculada a los cuatro grupos que se indican a continuación: Formación experimental: Se deben establecer exigencias que garanticen una adecuada actividad experimental vinculada con el estudio de las ciencias básicas así como tecnologías básicas y aplicadas. Incluye trabajo en laboratorio y/o campo que permita desarrollar habilidades prácticas en la operación de equipos, diseño de experimentos, toma de muestras y análisis de resultados, Resolución de problemas de ingeniería: Se define como problema abierto de ingeniería aquellas situaciones reales o hipotéticas cuya solución requiera la aplicación de los conocimientos de las ciencias básicas y de las tecnologías. Actividades de proyecto y diseño de ingeniería: Se entiende por tales a las actividades que empleando ciencias básicas y de la ingeniería llevan al desarrollo de un sistema, componente o proceso, satisfaciendo una determinada necesidad y optimizando el uso de los recursos disponibles Práctica profesional supervisada en sectores productivos y/o de servicios, o bien en proyectos concretos desarrollados por la institución para estos sectores o en cooperación con ellos. Esta carga horaria no incluye la resolución de problemas tipo o rutinarios de las materias de ciencias básicas y tecnologías.

Requisitos de regularidad

Durante la cursada se realizan 2 Evaluaciones Parciales escritas, en las que se pone el acento en la solución de problemas. Esto se complementa con un seguimiento personal de la evolución del alumno a lo largo del año.

Requisitos de aprobación

El examen final es teórico- práctico, con el acento puesto en la fundamentación teórica. La evaluación es oral.

ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL CON OTRAS MATERIAS

Se realizan reuniones de catedra y de area para tratar temas relacionados contenidos y el desarrollo del Proyecto (Trabajo Practico), se articula con Construcciones Metálicas y de Madera (vertical), Geotecnia (vertical),Tecnología de los materiales (horizantal),Análisis Estructural I (vertical) y Estructuras de Hormigón (vertical) cuyos docentes por invitacion de los docentes de la asignatura, participan de las reauniones de area.

CRONOGRAMA ESTIMADO DE CLASES Unidad Temática Duración en hs cátedra

1 162 123 124 205 206 207 88 8

BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA

Mecánica de Materiales- Gere y Timoshenko - Editorial Internacional ThomsonEstabilidad II - Enrique Flies - Editorial KapeluszCurso Superior De Resistencia De Materiales- Seely-Smith - Editorial NigarResistencia De Materiales- Feodosiev - Editorial MirCiencia de la Construcción - Odone Belluzzi (4 tomos) - Editorial AguilarMecánica De Los Materiales- Beer y Johnston - Editorial Mc Graw-HillResistencia de Materiales de Ortiz Berrocal Editorial Mc Graw-Hill

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

5

mimberga, 13/07/11,

Describir la articulación con otras materias y las acciones, reuniones, comisiones en las que participa el equipo docente para trabajar sobre la articulación vertical y horizontal de los contenidos y la formación

resistencia de materiales

Documents