FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIVIL, TOPOGRÁFICA Y GEODÉSICA
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
Programa de la asignatura: MECÁNICA DE MATERIALES III
Clave: 0552 Núm. de créditos: 09
Carrera: INGENIERO CIVIL
Duración del curso:
Semanas: 16.0
Horas: 72.0
Semestre: 8o
Horas a la semana:
Teoría: 4.5 Obligatoria: SI
Práctica: 0.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno dimensionará las piezas estructurales por flexión,
cortante, fuerza axial y deformación, así mismo, identificará
a las piezas estructurales dentro de una estructura o de un
modelo estructural sometido a cargas básicas.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. LA PIEZA ESTRUCTURAL EN EL CONTEXTO DE UNA ESTRUCTURA 12.0
II. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE VIGAS ESTATICAMENTE DETERMINADAS,
LIBRES Y CONTINUAS 12.0
III. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE TRABES DE CONCRETO APOYADAS
LIBREMENTE O CONTINUAS ESTATICAMENTE DETERMINADAS 15.0
IV. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE COLUMNAS DE ACERO Y DE PIEZAS
SUJETAS A FLEXOCOMPRESION 9.0
V. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE COLUMNAS DE CONCRETO 12.0
VI. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE LOSAS DE CONCRETO PERIMETRALMENTE
APOYADAS Y DE ZAPATAS 12.0
72.0
ASIGNATURA ANTECEDENTE :
MECÁNICA DE MATERIALES II
ASIGNATURA CONSECUENTE OBLIGATORIA :
DISEÑO ESTRUCTURAL
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. LA PIEZA ESTRUCTURAL EN EL CONTEXTO DE UNA ESTRUCTURA
ANTECEDENTES:
Estructuras Isostáticas, Mecánica de Materiales I,
Mecánica de Materiales II.
OBJETIVO:
El alumno conocerá descriptivamente los sistemas estructurales
más comunes y las solicitaciones de carga muerta, carga viva y
de carga lateral.
CONTENIDO:
I.1 Presentación de sistemas estructurales elementales en
acero y en concreto. Secciones constructivas. Cargas
muertas y cargas vivas. Las piezas estructurales básicas
y sus funciones. Losas, trabes, columnas y muros.
I.2 Concepto básico de cargas estructurales (a nivel elemental).
Cargas unitarias. Areas y cargas tributarias. Cargas lineales.
Carga sobre las piezas estructurales.
I.3 Modelos para análisis estructural. Piezas estáticamente
determinadas. Piezas estáticamente indeterminadas. Piezas
contínuas. Determinación estática por dato o suposición de
sus reacciones hiperestáticas de continuidad (a nivel ele-
mental).
I.4 Concepto básico del Análisis Estructural para obtención
de los elementos mecánicos de flexión, cortante, fuerza
axial y torsión. Diagramas de los casos elementales in-
cluyendo los casos con continuidad (suponiéndolo como
un dato conocido).
II. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE VIGAS ESTATICAMENTE DETERMINADAS,
LIBRES Y CONTINUAS
ANTECEDENTES:
Estructuras Isostáticas, Mecánica de Materiales I,
Mecánica de Materiales II.
OBJETIVO:
El alumno dimensionará vigas homogéneas sencillas de acero y madera.
CONTENIDO:
II.1 Presentación a nivel básico de la mecánica de la viga
libremente apoyada. Acción simultánea de flexión, cor-
tante y deflexión.
II.2 Las expresiones T = C = M/Z (flexión),
q = V/Z (cortante-flexión),
y = KL2 (flecha),
K = M/EI (curvatura),
fcr = 2 E/(KL/r)2 (pandeo de Euler)
y su relación con los principios de comportamiento
y resistencia de materiales en los diagramas carga-
deformación o deformación-reacción.
II.3 Concepto básico de seguridad através de: Factor de
seguridad, Factor de carga, Factor de resistencia,
Factor de diseño y esfuerzos permisibles y valores
permisibles. Los casos elementales para acero, concreto,
madera, mampostería (y suelos). A lo largo del curso se
aplicarán tanto rutinas por esfuerzos permisibles como
rutinas de carga última haciendo ver su equivalencia.
II.4 Dimensionamiento por flexión, cortante y deflexión y
sus revisiones en vigas de acero estudiando progresi-
vamente los casos de sección compacta comercial, sección
fabricada, sección esbelta con pandeo local (reglamento),
pieza esbelta con pandeo lateral. Dimensionamiento de
vigas contínuas una vez resuelta su hiperestaticidad
(como dato).
II.5 Dimensionamiento por flexión, cortante y deflexión y
revisiones por cortante, deflexión o flexión en secciones
de madera y de madera laminada.
III. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE TRABES DE CONCRETO APOYADAS LIBREMENTE
O CONTINUAS ESTATICAMENTE DETERMINADAS
ANTECEDENTES:
Estructuras Isostáticas, Mecánica de Materiales I,
Mecánica de Materiales II.
OBJETIVO:
El alumno dimensionará de modo sencillo trabes simples o
contínuas de concreto por flexión, cortante y deflexión.
CONTENIDO:
III.1 Las expresiones (o sus equivalentes):
Mu = Kubd2 (flexión),
Vuc = vcubd (cortante),
s = avfvd/(Vu-/Vuc) (estribos),
y = KL2/N (flecha),
K = (es+ec)/d (curvatura)
y los valores f'c, f*c, f"c, fy, fs, Ec, Es, n, y
su relación con la mecánica de materiales y la
resistencia y comportamiento de las piezas de
concreto a flexión.
III.2 Repaso conceptual de falla por compresión, falla por
tensión y falla balanceada de secciones de concreto
en flexión. Sección rectangular y sección T.
III.3 Dimensionamiento integral de vigas de concreto
libremente apoyadas y contínuas o simultáneamente
por flexión, cortante y deflexión. Revisiones.
Sección doblemente reforzada.
III.4 Piezas de concreto en tensión. Diseño y recomendaciones.
IV. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE COLUMNAS DE ACERO Y DE PIEZAS
SUJETAS A FLEXOCOMPRESION
ANTECEDENTES:
Estructuras Isostáticas, Mecánica de Materiales I,
Mecánica de Materiales II.
OBJETIVO:
El alumno dimensionará y comprenderá el comportamiento de
columnas de acero, bajo sus condiciones de carga.
CONTENIDO:
IV.1 Piezas cortas sin pandeos.
Piezas cortas con pandeo local y sin pandeo general.
Piezas largas con pandeos y una sola flexión.
Piezas largas con pandeos y doble flexión.
IV.2 Pandeo de Euler, pandeo elástico, pandeo inelástico,
amplificación de momentos, momentos de segundo orden.
IV.3 Diagramas de interacción en tensión elástica y plástica y
con flexión simple y flexión doble.
IV.4 Análisis y dimensionamiento de armaduras estáticamente
determinadas. Estudio de conexiones. Momentos adicionales
secundarios.
V. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE COLUMNAS DE CONCRETO
ANTECEDENTES:
Mecánica de Materiales I, Mecánica de Materiales II.
OBJETIVO:
El alumno dimensionará y comprenderá el comportamiento de
columnas de concreto, bajo sus condiciones de carga.
CONTENIDO:
V.1 Piezas cortas.- Fórmula elástica de la escuadría con
sección transformada.
Piezas cortas.- Diagramas de interacción.
Piezas largas.- Ampliación de momentos.
Revisiones por cortante y por rigidez.
Columna soportando carga lateral. Equilibrio de
nudos en marcos hiperestáticos.
VI. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE LOSAS DE CONCRETO PERIMETRALMENTE
APOYADAS Y DE ZAPATAS
ANTECEDENTES:
Mecánica de Materiales I, Mecánica de Materiales II.
OBJETIVO:
El alumno dimensionará losas y zapatas bajo sus condiciones
más desfavorables (flexión y carga axial).
CONTENIDO:
VI.1 Analogía de flexión, cortante y flechas en losas
perimetrales con vigas anchas de concreto reforzado.
VI.2 Estática de las líneas de falla. Coeficientes para
análisis de losas. Método de los claros cuartos
(como concepto histórico).
VI.3 Dimensionamiento por flexión en losas contínuas y
discontínuas. Cálculo de la deflexión. Revisión por
flecha. Revisión por cortante.
VI.4 Dimensionamiento de zapatas de cimentación con carga
axial y con carga excéntrica.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula ( ) Participación en clase ( )
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas (X)
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio (X)
Prácticas de campo ( )
Otras: PRACTICAS DE LABORATORIO
REQUISITO SIN CREDITO.
BIBLIOGRAFIA
Texto: Temas de la materia para los que se recomienda:
1.-
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS, F.I., UNAM
"Apuntes de Mecánica de Materiales" (segundo curso)
Facultad de Ingeniería, UNAM
1987
II, III, V y VI.
2.-
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS, F.I., UNAM
"Apuntes de Mecánica de Materiales" (tercer curso)
Facultad de Ingeniería, UNAM
1987
I, II, IV y V.
Consulta:
1.-
DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL
"Normas Técnicas Complementarias del Reglamento
de Construcciones para el D.F. Diseño y Construcción
de Estructuras Concreto"
Gaceta Oficial del Departamento del Distrito Federal
1987
II, III, IV, V y VI.
2.-
McCORMAC, Jack
"Diseño de Estructuras de Acero, LRFD"
Alfaomega
1994, 1a. edición
II, III y IV.
3.-
DE BUEN y López de Heredia Oscar
"Estructuras de Acero". Comportamiento y diseño
Limusa, S. A.
1980
II y IV.
4.-
JOHNSTON B.G., LIN y GALAMBOS T.V.
"Diseño Básico de Estructuras de Acero"
Limusa, S.A.
1988, 1a. edición
II, III y IV.