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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
SILABO 1.- INFORMACION GENERAL
1.1 Año lectivo : 2014-A
1.2 Escuela Profesional : INGENIERÍA MECANICA
1.3 Nombre de la Asignatura : ESTRUCTURAS Y CIMENTACION DE
MAQUINAS 1.4 Código : 97-15102
1.5 Característica : Semestral
1.6 Créditos : 4
1.7 Pre- requisito : 160 créditos
1.8 Nº horas : Teoría: 2 Teórico-Práctica: 2 Práctica: 2 Total 6
1.9 Docente : Ing. Javier Oviedo Cornejo Mg.
1.10 Categoría/Régimen : Profesor Principal/ Dedicación Exclusiva
1.11 Horario : Lunes 16:00-18:00 PN-303
Martes 20:00-21:00 PN-302
Viernes 17:00-20:00 PN-303
2.- COMPETENCIA GENERAL El curso de Estructuras y Cimentación de Máquinas aporta conceptos, desarrolla destrezas, actitudes y valores útiles
en la formación y en el ejercicio del Ingeniero Mecánico contribuyendo a las capacidades de análisis y síntesis,
resolución de problemas, investigación, aplicación de conocimientos, con razonamiento crítico en lo referente a las
estructuras metálicas y a la cimentación de los equipos, maquinarias y estructuras.
Se justifica su dictado en razón que las estructuras metálicas como campo ocupacional, tienen gran importancia y
posibilidades de crecimiento aún mayor, en razón de las inversiones en minería y proyectos propios del desarrollo
regional y nacional. Esto hace necesario satisfacer necesidades de construcción con los perfiles estructurales
laminados existentes en el mercado y/o perfiles producidos a partir de laminas LAC y LAF, usados en la
construcción, debido a la rapidez de ejecución, al uso de grandes luces y a las posibilidades de cambios de ubicación
de los equipos en los ambientes que brinda y que a su vez son requeridos y a que necesariamente en el desempeño
profesional estarán relacionados con el diseño, fabricación , montaje o puesta en marcha de alguna estructura
metálica o equipo construido con partes metálicas, tomando en cuenta que además de las estructuras reticuladas, la
maquinaria industrial , las grandes tuberías, los recipientes de fluidos tanto de almacenamiento como de transporte,
son parte del conjunto de estructuras metálicas.
Las estructuras están cimentadas en el suelo, al que transmiten su carga ya sea de naturaleza estática o dinámica y las
vibraciones producidas por el entorno o el propio funcionamiento, haciendo necesario se incluya en los estudios las
características, tipos, metodologías de cálculo para el diseño de los respectivos cimientos y el uso adecuado del suelo.
3.- COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
Diseña estructuras de acero utilizadas en la ingeniería.
Aplica los principios, métodos, tecnologías y técnicas en la fabricación y montaje de estructuras metálicas.
Realiza metrados y costos de estructuras metálicas.
Diseña adecuadamente los cimientos para máquinas estructuras y equipos industriales asegurando su resis-
tencia, rigidez, estabilidad y seguridad durante el funcionamiento.
Conoce y aplica las propiedades de los suelos así como los principios del diseño en concreto armado en el
diseño de los cimientos.
4.- SUMILLA DE LA ASIGNATURA
La asignatura corresponde a la formación especializada, siendo de carácter teórico práctico, y tiene el propósito del
de contribuir al logro de las competencias cognitivas y técnico procedimentales del perfil profesional en lo relatico a
estructuras metálicas utilizadas en la industria e edificaciones. Abarca los siguientes aspectos: La Relación
Estructura-Suelo-Cimentación, Las Propiedades, Pruebas simples, Clasificación, Investigaciones Sub- Superficiales,
Consolidación, Asentamiento, Resistencia al Esfuerzo Cortante, Capacidad Portante y Propiedades Dinámicas de
los suelos. Tipos de Estructuras, Perfiles estructurales, conectores usados en las estructuras de acero; Producción y
Montaje de Estructuras Metálicas; Miembros estructurales sometidos a Tracción, Compresión, Flexión y Esfuerzos
Combinados; El Concreto armado y las consideraciones de su diseños; Características, Selección y Diseño de
Cimentaciones apropiadas para estructuras, equipos y máquinas sometidas a cargas estáticas y dinámicas.
5.- CONTENIDOS ANALÍTICOS
Modulo 1: EL SUELO
PRIMERA UNIDAD: : La Mecánica de Suelos como consideración preliminar a la Cimentación
COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS Hrs % Fecha
CONCEPTUAL: Describe y define la
relación entre la estructura, el cimiento y el
suelo.
Identifica las diferentes características y
tipos suelos.
Clasifica los diferentes tipos de suelos
Enuncia los criterios, factores y
metodologías de la determinación de las
características de los suelos y su
intervención en el diseño de cimientos.
PROCEDIMENTAL: Determina las
características de los suelos en base a
ensayos de laboratorio.
Aplica los criterios, factores y
metodologías en la caracterización de los
suelos .
Calcula las propiedades de los suelos que
intervienen en el diseño de cimentaciones.
ACTITUDINAL: Valora la importancia
del suelo en el diseño de estructuras.
Participa en clase de manera proactiva y es
responsable y puntual en la ejecución, y
presentación de los trabajos solicitados.
1.- Generalidades sobre las estructuras
metálicas, el diseño en concreto armado
y la mecánica de suelos.
2.- Definiciones y Relaciones Generales.
Definiciones generales (fases,
tipos de suelos)
Relaciones gravimétricas y
volumétricas de los suelos.
(Proporción de vacíos,
porosidad, grado de saturación,
Contenido de humedad,
correlación entre relación de
vacíos y porosidad.
Fórmulas de suelos según fases.
3.- Propiedades y Pruebas Simples de los
Suelos
Granulometría - Análisis
mecánico y gradación de suelos
(tamizado y sedimentación).
Clasificación de suelos basados
en criterios de granulometría.
Plasticidad de los suelos
(definiciones, estados de consis-
tencia, límites de plasticidad y
determinación de los límites de
plasticidad).
4.- Clasificación de los Suelos.
Generalidades, clasificación pre
liminar, de suelos sedimentarios
por su estructura, por tamaño de
gránulos.
Principales sistemas de
clasificación de los suelos
(SUCS , AASHTO)
5.- Investigaciones Subsuperficiales
Exploración y muestreo
Información preliminar y
programación.
Principales métodos de sondeo
(directos e indirectos).
Toma de muestras (pozos a cielo
abierto, posteadora manual o de
barrenos, métodos del lavado,
penetración estándar, per-
foración en gravas o boleos,
perforación con tubos de
pared delgada, perforación
rotativa, métodos sísmico,
eléctrico y magnético).
Ensayos IN SITU de suelos
(ensayos estándar y especiales)
Perfil estratográfico.
6.- Consolidación y asentamiento
Cambios de volumen y
propiedades de deformación.
Compresibilidad de los suelos
Ensayos de consolidación
unidimensional (definición,
esquema del proceso)
2
2
3
3
3
3
2,22
4,44
7,77
11.11
14,44
17,77
2014-04-01
Al
2014-04-04
2014-04-04
2014-04-07
Al
2014-04-08
2014-04-11
2014-04-14
Al
2014-04-15
2014-04-18
Modelo mecánico del proceso
de consolidación
Teoría de Terzaghi para la
consolidación.
Determinación gráfica de la
consolidación y de la
compresibilidad.
Consolidación primaria y
secundaria.
Determinación del asentamiento
7.- Resistencia al esfuerzo cortante
Generalidades de la resistencia
al esfuerzo cortante de los suelos.
Teorías de fallas (Morh-Cou-
lomb , Fellinius, Hvorsher).
Resistencia al corte de suelos
cohesivos y friccionantes.
8.- Capacidad Portante y Propiedades
Dinámicas
Teorías de capacidad portante
de los suelos.(Tradicional,
Terzaghi, Skempton , Prandtl –
Meyerhof
Propiedades dinámicas de los
suelos
3
3
21,11
24,44
2014-04-21
Al
2014-04-22
2014-04-25
EVALUACION CRITERIOS % PONDERACION INSTRUMENTO
Evaluación escrita
Evaluación de investigación y trabajos
Evaluación actitudinal
30
60
10
6 pts.
12 pts.
2 pts.
Examen teórico práctico
Trabajo Investigación, Trabajo
práctico, tarea.
Control de comportamiento, partici-
pación, asistencia y puntualidad
BIBLIOGRAFIA Lectura Básica: [1] Todo Lectura Complementaria: [3] , [6] Todo el libro. [7] Cap. 1, 2,3,4
Modulo 2: LA ESTRUCTURA METALICA
SEGUNDA: La estructura de acero, su fabricación, construcción y montaje COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS Hrs % Fecha
CONCEPTUAL: Identifica y menciona
los factores que intervienen en la
fabricación, construcción y montaje de las
estructuras metálicas y sus consideraciones
en el diseño de las mismas.
Identifica y describe los tipos caracterís-
ticas y partes de las estructuras metálicas.
Expone las propiedades de los materiales
usados en las estructuras.
PROCEDIMENTAL: Utiliza los proce-
dimientos de la fabricación y montaje de
las estructuras en la planificación del
diseño de una estructura.
Utiliza adecuadamente las propiedades de
los materiales en la planificación del
diseño de una estructura.
ACTITUDINAL: Participa en clase de
manera proactiva y es responsable y
puntual en la ejecución, y presentación de
los trabajos solicitados.
9.- Fabricación, construcción y montaje
Diversas estructuras metálicas
Recepción y preparación del metal.
Corte, taladrado, punzonado, rolado, cepillado y esmerilado.
Unión de estructuras metálicas. Soldadura.(tipos ejecución,chequeo
Montaje (generalidades, equipos).
Chequeos, controles y pruebas.
Protección contra la corrosión, marcación de estructuras.
Índices de montaje.
Los cimientos 10.- La estructura de acero
Introducción, partes, acero estruc-tural, Cargas.
Desarrollo histórico, Economía y, Seguridad estructural.
Planeación y exploración del sitio
Distribución estructural en planta, detalles y dibujos.
Métodos fabricación y construcción
Requisitos de servicio y manteni-miento
6
6
31,11
37,77
2014-04-28
Al
2014-05-02
2014-05-06
Al
2014-05-12
.
EVALUACION Ver fin módulo 2
BIBLIOGRAFIA Lectura Básica: [1] [2] [4] Cap. 1 Lectura Complementaria: [3] Todo el libro [8]
TERCERA UNIDAD: Esfuerzos en miembros y conexiones COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS Hrs % Fecha
CONCEPTUAL: Enuncia los tipos y
características de la presentación de
esfuerzos en los miembros estructurales.
Selecciona adecuadamente las partes de
los códigos y normas así como las
respectivas fórmulas AISC para el cálculo
de los esfuerzos de los miembros.
Enuncia las características de las
conexiones utilizadas en estructuras.
PROCEDIMENTAL: Calcula los
esfuerzos que se presentan en las
estructuras metálicas.
Maneja y aplica adecuadamente las
especificaciones de las normas AISC.
ACTITUDINAL: Participa en clase de
manera proactiva y es responsable y
puntual en la ejecución, y presentación de
los trabajos solicitados.
11.- Miembros a tensión
Introducción, Tipos de miembros
Estados límites de diseño y área neta efectiva
Diseño por carga repetida.
Diagrama de flujo. 12.- Vigas
Introducción, Flexión elástica
Comportamiento inelástico.
Diseño por flexión de vigas.
Requisitos de soporte lateral.
Limitaciones a las deflexiones.
Vigas bajo carga repetida.
Flexión biaxial de vigas.
Detalles de cargas y soporte de apoyo
13.- Columnas bajo carga axial
Introducción, Resistencia básica
Longitud efectiva, Tipos de columnas de acero.
Razones ancho/espesor.
Placas de base y de empalme
Resistencia de diseño a la compresión
14.- Miembros bajo fuerzas combinadas
Introducción, Diseño usando fórmulas de interacción.
Carga axial de compresión equivalente.
15.- Conexiones
Generalidades. Conexiones con pernos, remaches, pasadores, soldadura.
Conexiones con carga excéntrica.
Conexiones por cortante en marcos de edificios,resistentes a momento.
Conexiones de placa de extremo con pernos.
Observaciones finales relativas a conexiones
3
3
3
3
3
41,11
44,44
47,77
51,11
54,44
2014-05-13
Al
2014-05-16
2014-05-16
Al
2014-05-19
2014-05-20
Al
2014-05-23
2014-05-23
Al
2014-05-26
2014-05-27
Al
2014-05-30
EVALUACION Ver fin módulo 2
BIBLIOGRAFIA Lectura Básica: [2] Cap. 2,3,4 y 5 [4] Cap. 2,4,5,y 6 [2] Cap. 6 Lectura Complementaria: [8] [4] Cap. 3
CUARTA UNIDAD: Temas especiales en estructuras metálicas COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS Hrs % Fecha
CONCEPTUAL: Menciona los criterios,
factores y metodologías de diseño de
partes especiales de las estructuras
metálicas.
Identifica las herramientas existentes de la
computadora y software en el diseño de
estructuras metálicas.
16.- Trabes armadas
Introducción, Selección de la placa del alma y de los patines, Atiesador intermedio y de apoyo.
17.- Vigas y Marcos Continuos
Análisis por distribución de momentos y Diseño elástico de vigas y marcos continuos.
5
60,00
2014-05-30 Al
2014-06-06
PROCEDIMENTAL: Usa los criterios,
factores y metodologías de diseño de
partes especiales de las estructuras
metálicas.
Utiliza adecuadamente el software en el
diseño de estructuras metálicas.
ACTITUDINAL: Valora responsable-
mente las limitaciones del uso de software.
Participa en clase de manera proactiva y es
responsable y puntual en la ejecución, y
presentación de los trabajos solicitados.
Introducción al diseño plástico.
Diseño plástico de marcos 18.- Tecnología con ayuda de computadoras.
Programación básica de los diagramas de flujo.
Diseño y optimización con ayuda de computadora
19.- Construcción compuesta
Resistencia por flexión de secciones transversales
Diseño de vigas compuestas
Columnas compuestas 20.- Temas especiales en el diseño de vigas
Introducción
Torsión, Flexión y torsión combinadas
Flexión biaxial y pandeo lateral torsional.
Centro de corte.
.
EVALUACION MODULO 2 CRITERIOS % PONDERACION INSTRUMENTO
Evaluación escrita
Evaluación de investigación y trabajos
Evaluación actitudinal
30
60
10
6 pts.
12 pts.
2 pts.
Examen teórico práctico
Trabajo Investigación, Trabajo
práctico, tarea.
Control de comportamiento, parti-
cipación, asistencia y puntualidad
BIBLIOGRAFIA Lectura Básica: [2] Cap. 7,8,9,10 y 11 Lectura Complementaria: [5] Cap. 16 y 17
Modulo 3: EL CIMIENTO
QUINTA UNIDAD: El diseño en concreto armado COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS Hrs % Fecha
CONCEPTUAL: Identifica las caracte-
rísticas y propiedades del concreto
armado.
Define adecuadamente las metodologías
del diseño en concreto armado.
PROCEDIMENTAL: Aplica correcta-
mente las características, propiedades y
las metodologías del diseño en concreto
armado.
ACTITUDINAL: Participa en clase de
manera proactiva y es responsable y
puntual en la ejecución, y presentación de
los trabajos solicitados.
21.- Concreto
Consideraciones Preliminares. Definición, Nombre, Propiedades (resistencia a la compresión, a la tracción, contracción, módulo).
Protección del concreto, Rgto.
Acero de refuerzo. 22.- Concreto armado
Principios fundamentales.
Cuantía, Momento del concreto, Momento del acero, Rgto. cuantías
23.- Factores de seguridad.
Factores de carga, Factores φ
Esfuerzos de adherencia, Ganchos.
Cargas últimas de rotura.(momento último del concreto y del acero.
24.- Diseño por el Método de la Rotura
Caso 1: Conocido el material, área de acero y la sección, evaluar el momento de diseño
Caso 2: Conocido los materiales y las cargas dimensionar la sección
Caso 3: Diseñar el área de acero conociendo las cargas, los materiales y las dimensiones.
25.- Estribos
Estudio del cortante, Longitud a estribar, separación de estribos, máxima separación, Estribos inclinados.
Esfuerzo de adherencia por flexión.
2
3
3
4
3
62,22
65,55
68,88
73,33
76,66
2014-06-06
2014-06-10
Al
2014-06-13
2014-06-13
Al
2014-06-16
2014-06-17
Al
2014-06-20
2014-06-23
Al
2014-06-24
EVALUACION Ver fin módulo 3
BIBLIOGRAFIA Lectura Básica: [1] Lectura Complementaria: [7] Cap. 5 [8] Cap. Concreto armado
SEXTA UNIDAD: El diseño de las cimentaciones COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS Hrs % Fecha
CONCEPTUAL: Identifica y describe los
tipos y características de las cimentaciones
Diferencia el comportamiento de los
cimientos con cargas estáticas de los con
cargas dinámicas.
Identifica los criterios, factores y
metodologías de diseño de los cimientos
con cargas estáticas y cargas dinámicas.
PROCEDIMENTAL: Selecciona el tipo
de cimentación adecuada a usarse según la
característica de la estructura, equipo o
máquina.
Aplica correctamente los criterios, factores
y metodologías de diseño de los cimientos
con cargas estáticas y con cargas
dinámicas.
Calcula cimientos de máquinas.
ACTITUDINAL: Participa en clase de
manera proactiva y es responsable y
puntual en la ejecución, y presentación de
los trabajos solicitados.
26.- Cimentaciones Estáticas.
Cimentaciones con zapatas aisladas y Cimentación corrida.
Cimentaciones especiales (Combinada, conectada, excéntrica de pilotes).
27.- Cimentaciones de Máquinas.
Generalidades y Consideraciones que han de tenerse en cuenta.
Cálculo de cimentaciones para: (Grupos electrógenos, Compreso-res, Máquinas herramientas, Turbi-nas a vapor y a gas, Turbinas hidráulicas, tuberías forzadas, Maquinaria de transport6e de materiales, equipamiento eléctrico de sub-estaciones, otros.)
9
12
86,66
100
2014-06-27
Al
2014-07-04
2014-07-07
Al
2014-07-18
EVALUACION MODULO 3 CRITERIOS % PONDERACION INSTRUMENTO
Evaluación escrita
Evaluación de investigación y trabajos
Evaluación actitudinal
42,5
47,5
10
8,5 pts.
9,5 pts.
2 pts.
Examen teórico práctico
Trabajo Investigación, Trabajo
práctico, tarea.
Control: comportamiento, participa-
ción, asistencia y puntualidad
BIBLIOGRAFIA Lectura Básica: [9] Cap. Cimentaciones de máquinas. [10] Lectura Complementaria: [7] Cap. 9 al 12
6.- ACTIVIDADES
Proyecto de Investigación: Se tendrá un proyecto de investigación de carácter grupal según temario entregado por el
profesor.
Proyecto de Proyección Social: Se realizará visitas técnicas a talleres donde tengan estructuras donde se evaluará
el estado y propondrá mejoras.
Proyecto de Extensión Universitaria Visitas técnicas a diferentes industrias e instalaciones, donde se tengan en
operación estructuras para analizarlas y entregar resultados que permitan capacitar a usuarios en temas estructurales y
de mantenimiento.
7.- ESTRATEGÍAS PEDAGÓGICAS
Clases Magistrales
Trabajos grupales e individuales
Visitas técnicas a estructuras representativas de la ciudad.
Visitas técnicas a obras donde se tengan en ejecución cimentaciones.
Se promoverá la lectura continua y la búsqueda de conocimiento actualizado en forma permanente.
Los recursos a usar son Material educativo interactivo (impresos como, textos básicos, artículos
científicos y virtuales como, buscadores de internet) Material educativos de exposición (pizarra acrílica,
plumones, mota, proyector multimedia, visitas a técnicas a plantas industriales donde se utilicen los equipos
de transporte
Desarrollo de casos prácticos de transporte de materiales
8.- CRONOGRAMA O CALENDARIZACION
Inicio de la Asignatura 01 de abril del 2014 Finalización de la Asignatura 30 de julio del 2014
Nº
Fecha Exámenes
Teórico prácticos
Fecha trabajo práctico Otros
1o 05 mayo 06 de mayo 06 de mayo
2o 09 de junio 10 de junio 10 junio
3o 21 julio 25 de julio 22 de julio
Aplazados 30 de julio
9.- EVALUACION
Competencia 1er. Periodo 2do. Periodo 3er.Periodo Total
Conceptual Examen 1 5 % Examen 2 7 % Examen final 5,0% 17,0%
Tarea 1 1 % Tarea 2 1 % 2,0%
Proyecto 1(Trabajo
práctico)
2,5 % Proyecto
1(Trabajo
práctico)
3,5% Trabajo Practico 3,0% 9,0%
Proyecto 2
(Investigación)
3 % Proyecto 2
(Investigación)
5 % Proyecto
Investigación
6% 14%
Procedimental Examen 1 2,5 % Examen 2 3,5% Examen final 12,0% 18 %
Tarea 1 1,5 % Tarea 2 2,5 % 4 %
Proyecto 1(Trabajo
práctico)
5 % Proyecto
1(Trabajo
práctico)
7% Trabajo Practico 4,0% 16 %
Proyecto 2
(Investigación)
2 % Proyecto 2
(Investigación)
2 % Proyecto
Investigación
6% 10 %
Actitudinal Proactividad 2,5% Proactividad 3,5% Proactividad 4,0% 10,0%
Responsabilidad Responsabilidad Responsabilidad
Respeto Respeto Respeto
Subtotal 25% 35% 40% 100%
Requisitos durante el curso:
1) Para la competencia actitudinal se tomará en cuenta, la asistencia diaria, la participación en clase, la
puntualidad a clase y en la entrega de trabajos y el comportamiento.
2) No habrá exámenes posteriores a las fechas indicadas salvo trámite regular ante la dirección de escuela.
3) Para pasar a aplazados debe haber completado todas sus evaluaciones y tener un mínimo de nota 10 en
trabajo práctico.
10.- BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
[1] JAVIER OVIEDO C Apuntes de clase
[2] THEODORE V. GALAMBOS Diseño de estructuras de acero LRFD 1999 Prentice Hall
[9] HÜTTE Manual del Ingeniero Edit. Gustavo Gili S.A.
Barcelona España 1985
[10] JUAN QUIROGA Cimentación de máquinas UNI Lima
[4] LUIS ZAPATA BAGLIETO Diseño estructural en acero CIP CDL 1990-1991
11.- BIBLIOGRAFÍA ESPECIALIZADA
[3] C. I. PESHKOSKY Producción de estructuras metálicas 1982 Edit. MIR
[5] Mc CORMAC Análisis de estructuras
[6] DONALD W. TAYLOR Fundamentos de la mecánica de suelos
[7] BRAJA M. DAS Principios de ingeniería de cimentaciones 4ta Edición Thomson Ed. 1999
[8] FREDERIT MERRIT Manual del ingeniero civil Edit. Mc. Graw Hill
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Javier Octavio Oviedo Cornejo
Arequipa 2014, Abril 01