INGENIERIA ESTRUCTURAL – CEIM – CUSCO – 2014.

MODULO I: ANÁLISIS ESTRUCTURAL AVANZADO (20 Hrs.)REPASO DEL MÉTODO DERIGIDEZ

Método Matricial de Flexibilidad, Método Matricial de Rigidez.Aplicaciones con SAP2000.

EL MÉTODO DE ELEMENTOSFINITOS EN EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Historia Principios de Energía. Convergencia. FormulaciónGeneral.

ESFUERZO VERSUSDEFORMACIÓN EN EL PLANO

Desarrollo Teórico y Aplicación.

DISTINTOS TIPOS DE ELEMENTOS

Elemento Rectangular con Esfuerzos en su Plano.Elemento Triangular. Elemento Plate.Funciones de Desplazamientos. Comparación de Varios Elementos.

MODELO DE ELEMENTOSFINITOS CON SAP2000

Los conceptos desarrollados serán aplicados con SAP2000.

MODULO II: INTRODUCCIÓN A LOS ELEMENTOS FINITOS (30 Hrs.)

MATERIALES

Material Aniso trópico, Isotrópico, Uso en Programas deComputadora. Esfuerzos y Deformaciones y relaciones de fuerza versus deformación.

EQUILIBRIO

Ecuaciones Fundamentales. Esfuerzos y Fuerzas,Compatibilidad.Rotación, Matrices de Flexibilidad y Rigidez, Solución General de un Sistema Estructural.

TRABAJO Y ENERGÍA

Métodos Energéticos, Energía de deformación, Principio delTrabajo virtual y de los desplazamientos virtuales. Fuerza conservativa.Energía potencial, Principio de conservación de la energía. Fuerza no conservativas. Balance de energía.

ELEMENTOS UNIDIMENSIONALES

Trabajo Virtual y Real. Energía Potencial y Cinética. Energía deDeformación. Trabajo Externo.

ELEMENTOS ISOPERIMÉTRICOS.

Comportamiento Axial. Elementos en dos y tres dimensiones.Elementos liberados en los extremos.

CONDICIONES DE BORDE

Integración Unidimensional y Bidimensional. Funciones deforma en dos y tres dimensiones. Elemento triangular y tetrahedral. Formación de la matriz de un elemento.

ELEMENTO TIPO PLATE

Introducción. Ecuaciones. Rigidez. Condensación Estática.Elemento Triangular, otros tipos de elementos. Tipo Plate, Cargas Concentradas y Distribuidas.

ELEMENTO TIPO MEMBRANAAsunciones Básicas, Rotación en las Juntas, Ecuaciones,Relación Esfuerzo vs Deformación. Elemento Triangular.

ELEMENTO TIPO MEMBRANAAsunciones Básicas, Rotación en las Juntas, Ecuaciones,Relación Esfuerzo vs Deformación, Elemento Triangular.

ELEMENTO TIPO SHELLElemento cuadrado. Modelo de Curvas, Elemento Triangular.

RIGIDEZ GEOMÉTRICA Y EFECTO P-DELTA

Definición de rigidez geométrica. Análisis aproximado depandeo. Análisis P-Delta en Edificios. Ecuaciones de Edificios en tres dimensiones. Factor de Longitud Efectiva.

ANÁLISIS DINÁMICO

Solución de Ecuaciones. Participación Modal. Solución BajoCargas Arbitrarias y Periódicas, Análisis Modal Espectral, Algoritmos de Carga Dependiente de Vectores Ritz. Método CQC, Limitaciones del Método Modal Espectral. Cálculo de Distorsiones de Ente Pisos. Respuesta Sísmica en Dirección Vertical. Efecto Torsional. Análisis Usando Integración Numérica.

AMORTIGUAMIENTO LINEAL VISCOSO

Disipación de Energía en las Estructuras, Interpretación Físicadel Amortiguamiento Viscoso.

MODULO III: ANALISIS DINAMICO DE ESTRUCTURAS (20 Hrs.)SISTEMAS DE UN SOLO GRADO DE LIBERTAD

Ecuaciones del movimiento, planteamiento del problema y métodos de solución.Aplicaciones con SAP2000.

SISTEMAS DE VARIOS GRADOS DE LIBERTAD

Ecuaciones del movimiento, planteamiento del problema y métodos de solución.Aplicaciones con SAP2000.

MODULO IV: GEOTECNIA APLICADA A EDIFICACIONES (20 Hrs.)

INTRODUCCION Importancia de la geotecnica en el calculo estructural.

ESTUDIOS BASICOS En edificaciones convencionales en la ciudad del Cusco

REQUERIMIENTOS NORMATIVOS Requerimientos minimos indicados en RNE.

TRABAJOS DE CAMPO Procedimientos de campo

GABINETE Trabajos de campo y calculo.

CAPACIDAD PORTANTE Teoria y aplicacion.

MODULO DE SUBRASANTE Metodos de calculo.

APLICACION

MODULO V: DISEÑO SISMO RESISTENTE – ETABS 2013 (30 Hrs.)REPASO DEL MÉTODO DERIGIDEZ

Método Matricial de Flexibilidad, Método Matricial de Rigidez.Aplicaciones con SAP2000.

MODELO DE ELEMENTOSFINITOS CON ETABS

Los conceptos desarrollados serán aplicados con ETABS.

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO

FUNDAMENTOS

Conceptos sobre Sismología.Dinámica Estructural.Conceptos y Diseños Racionales.

DISEÑO CONVENCIONAL

CONCEPTO SOBRE DISEÑO SÍSMICODuctilidad.Diafragma rígido y semirrígido. Demanda vs Capacidad sísmica.

CONCEPTOS SOBRE ACCIONES SÍSMICAS: Uso de acelerogramas (registros directos). Espectro Newmarky Hall.Aplicación de Normas Sísmicas y su evolución.

DISEÑO DE SISTEMAS ESTRUCTURALES:Pórticos Dúctiles: elementos sometidos a flexión y flexo compresión. Sistemas estructurales Duales: Muros acopiados. Pórticos arriostrados excéntricos y sistemas mixtos Capacidad a

DISEÑO AVANZADO

Aislamiento Sísmico en la Base.Disipadores de Energía (fusibles). Sistema de Control Híbrido.

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ALBAÑILERIA ESTRUCTURALTEORIA Y APLICACION

ESTRUCTURACION, MODELAMIENTO, ANALISIS Y DISEÑO.

En el marco de la norma E-070, se evaluaran las recomendaciones y exigencias de la norma.Aplicaciones con ETABS.

APLICACION Los conceptos desarrollados serán aplicados con ETABS.

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACEROESTRUCTURACION, MODELAMIENTO, ANALISIS Y DISEÑO.

En el marco de la norma E-070, se evaluaran las recomendaciones y exigencias de la norma.Aplicaciones con ETABS.

APLICACION Los conceptos desarrollados serán aplicados con ETABS.

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO PRESFORZADOESTRUCTURACION, MODELAMIENTO, ANALISIS Y

En el marco de la norma E-070, se evaluaran las recomendaciones y exigencias de la norma.Aplicaciones con ETABS.APLICACION Los conceptos desarrollados serán aplicados con ETABS.

MODULO VI: DISEÑO DE LOSAS Y CIMENTACIONES - SAFE (20 Hrs.)MODELAMIENTO, PROPIEDADES FISICAS Y DISEÑO

Aplicando los métodos de análisis y diseño del programa SAFE, se modelaran los sistemas de entre piso y cimentaciones.

MODELO DE ELEMENTOSFINITOS CON SAFE

Los conceptos desarrollados serán aplicados con SAFE.

MODULO VII: REPARACION Y REFORZAMIENTO DE EDIFICACIONES (20 Hrs.)MARCO NORMATIVO Recolección de Información básica, Técnicas de modelamiento y

diseño.MODELO DE ELEMENTOSFINITOS CON ETABS

Los conceptos desarrollados serán aplicados con ETABS.

MODULO VIII: DISEÑO ESTRUCTURAL EN ACERO (20 Hrs.)

ESTRUCTURAS ESPECIALES TIPO SHELL

Análisis Simplificados.Clasificación de los sistemas Shell. Espesores uniforme.Shell de espesor delgado. Paraboloide hiperbólico y elíptico. Placas plegadas.Placas plegadas en los silos. Bóveda de crucería.

TEORÍA BÁSICA DEL ELEMENTO MEMBRANA

Método General de Análisis.Esfuerzos Resultantes en la Membrana. Cargas Gravitacionales.Cargas de presiones internas y externas. Cargas sísmicas.Cargas de viento.

PRINCIPIOSFUNDAMENTALES DEL DISEÑO DE TANQUES ELEVADOS BUNKER-SILOS

Base y techo.Columnas. Fundaciones.

ARCOS (DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO)

Arcos triarticulados.Arcos biarticulados. Arcos empotrados.Esfuerzos en costilla de arco.

DOMOS

Domos nervados.Domos hemisféricos.Domos nervados y anillados.

CABLES DE SUSPENSIÓN SIMPLE

Características.Parábolas. Sistemas.

EQUIPOS DE MONTAJES

Grúas giratorias de mástil.Grúas móviles. Grúas estacionarias.Método de montaje de edificios.Cargas para carrileras de puentes grúas.

MALLAS ESPACIALESMETÁLICAS (TRIDIMALLA) Y TORRES DE TRANSMISIÓN.

Mallas espaciales con bases cuadradas.Mallas espaciales metálicas con bases triangulares. Torres de transmisión.

MODULO IX: AISLACIÓN SÍSMICA (20 Hrs.)

DISPOSITIVOS DE AISLACIÓN:

Amortiguadores de Acero con Comportamiento Histérico.Amortiguadores de Goma y Plomo, Cojinete de Caucho Laminado.Aislador de Tipo “Sliding”

PROPIEDADES DE INGENIERÍA DE LOS AISLADORES

Módulo de Corte. Amortiguamiento. Cambo Cíclico de PropiedadesCambio con el Tiempo. Coeficiente Dinámico por Fricción. Coeficiente de Fricción Estático. Fuerza de Restauración.

MODULO X: INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS NO LINEAL Y DESEMPEÑO SÍSMICO (20 Hrs.)

FASES DEL ANÁLISIS ESTRUCTURALModelo, Interpretación, Computación e Importancia.

ANÁLISIS ELÁSTICO VS INELÁSTICO Análisis Estático vs Dinámico.

DEFINICIÓN DE MODELO ANALÍTICO.

Estructura Real vs Modelo Analítico, Tipos de ModeloAnalítico, Tipos de Elementos, Equilibrio, Elementos yComponentes.

RELACIÓN F VS D UNIAXIAL

Componentes y Elementos, F vs D para DeformaciónMonotinicas, Relación de Ductilidad, Deformación Elástica y Plástica, Relaciones F-D para el Análisis Inelástico. Lazo de Histéresis para el Análisis Inelástico.

RELACIÓN F VS D MULTIAXIALLímite de Ductibilidad y Pérdida de Resistencia,Degradación Cíclica.

ANÁLISIS DE SECCIONES MEDIANTE EL USO DE FIBRAS

Secciones de Vigas. Columnas, Muros, Rótula RígidaPlástica con Fibras, Limitaciones.

CORTANTE INELÁSTICO EN VIGAS Y COLUMNAS

M-V Interacción en Vigas de Acero, P-M-V Interacciónen Columnas de Acero, P-M-V Interacción enConexiones.

CORTE EN MUROS

Modelo Simple Basado en el Esfuerzo vs DeformaciónUniaxial, Análisis de Demanda vs Capacidad, Efecto dela Fuerza Axial sobre la Ductilidad por Flexión, Efecto de la Fuerza de Corte sobre la Ductilidad por Flexión. Efecto de la Rotación de Rotula sobre la Capacidad al Cortante.

EFECTO P-DELTA, ESTABILIDAD Y PANDEO

Causas de la No Linealidad Geométrica, Tipos deAnálisis, Efecto P-Delta, Tipos de Cargas, Análisis Elástico e Inelástico, Análisis Aproximado, Comportamiento de Pórticos Bajo Cargas Laterales Pandeo en Elementos.

TRABAJO Y ENERGÍABalance de Energía en Modelos Elásticos en Inelásticos,Cantidad Total de Energía Disipada.

MODULO XI: DISEÑO DE PUENTES AVANZADOS (30 Hrs.)

INTRODUCCIÓN (UTILIDADES GRÁFICAS BÁSICAS)

Versatilidad del CSBridge v15.2Componentes y nomenclatura comúnmente usados enIngeniería de Puentes.Expiración general de la Interface gráfica del programa: ventana de despliegue, barra de títulos, y línea de comandos. Barra de estatus, menús componentes, unidades, etc. Creación de varios modelos los cuales incluyen: Líneas de diseño con distintas variaciones geométricas y súper puestas en solo modelo, carriles, manejo de visualización gráfica,componentes (materiales, secciones, variaciones paramétricas, etc.).Definición paramétrica de la súper estructura (losa, vigas, barreras de protección, juntas).Diafragmas, variaciones paramétricas, componentes de la sub estructura (asientos de neopreno, resortes para similar las fundaciones, estribos columnas viga cabezal, pórtico y muros de apoyo).Definición de vehículos, patrones de carga, generación integrada del Bridge Object (Ensamble general de todos los componentes del puente).Modelo de fundaciones, cables, elementos no prismáticos, etc.

DISEÑO DE SUPER – ESTRUCTURA

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DESUPERESTRUCTURAS:Organización y recomendaciones para diseño de super- estructuras.Pre requisitos para el diseño: consideraciones a ser evaluadas. Guía AASHTO LRFD (2007, 2010).Tipos de patrón de carga: permanentes, transitorias. Combinaciones de carga para el diseño.Combinaciones de carga creadas de marera automática según los estados límites a evaluar; resistencia, servicio, fatiga, evento extremo.

DETERMINACIÓN DE LOS FACTORES DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA VIVA (LLDF): Según normativa AASHTO LRFD (2007-20010).Calculo de los factores de distribución de carga viva de manera directa.Aplicación de los factores LLD según la solicitación en la super estructura.Método 1: Factores de Distribución especiado por el usuario. Método 2: Factores LLD calculados directamente por elCSiBridge (cumpliendo norma AASHTO LRFD).Método 3: Leídos directamente desde el análisis previo, antes de realizar el diseño.Método 4: Considerando la distribución uniforme en las vigas, que forman la superestructura.Chequeo de deflexión por servicio. Chequeo por fuerza de Corte y Flexión.Leer las fuerzas/esfuerzos directamente desde las vigas. Ejemplo de cálculo de los LLDF usando el método 2.

DISEÑO DE SUPER – ESTRUCTURA

DISEÑO DE SUPER ESTRUCTURA EN CONCRETOREFORZADOPre dimensionamiento, según norma AASHTO. Diseño de la Losa.Diseño de la viga interior Diseño de la viga exterior. Control de deflexiones. Diafragmas rígidosEvaluación de Demanda: Capacidad,

DISEÑO DE SUPER ESTRUCTURA EN CONCRETO PRE- TENSIONADODiseño y evaluación de super estructuras incluyendo tendones de pretensionado.Cálculo de perdidas instantáneas, diferidas y en la transferencia.Evaluación de Demanda, Capacidad.

DISEÑO SÍSMICO EN PUENTES AASHTO-LRFD Información general cara un análisis sísmico en puentes. Microzonificación para generar un espectro de respuesta (Seísmo Signal).Requerimiento para diseño sísmico. Diseño por desempeño sísmico.

ANÁLISIS NO LINEAL ESTÁTICO “PUSHOVER” Definición de Rótulas y Análisis “Fiber Hinge”.Curva de Capacidad.Métodos usados cara estimar la máxima respuesta no lineal esperada en la estructura.Evaluación del desempeño sísmico (análisis de pushover)utilizando espectros de capacidad.Análisis sísmico para análisis historia-tiempo inelástico utilizando modelos de histéresis.Análisis de daño estructural utilizando modelos de fibra inelásticos, Momento Curvatura, Uso de aisladores sísmicos, núcleo de plomo en los bent y elastomericos puros en los estribos (abuttment).

DISEÑO DE PUENTES POR SECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN

Diseño y evaluación de puentes atirantados por secuenciaconstructiva.Materiales dependientes del tiempo.Tensión y ajuste en cable para controlar deformaciones durante el proceso constructivo.

Cálculo de la tensión inicial relejados en el segmento de cierre para diseño de puentes atirantados.Generación, automática de fuerzas de tensión simulada durarte la etapa constructiva.Disposición de la superestructura para secuencia de construcción.Un método preciso implementado para la configuración del análisis inicial en el diseño de puentes suspendidos.Análisis de Construcción Secuencia Reflejando las NoLinealidades geométricas de cada etapa.

DISEÑO DE SISTEMA DE AISLACIÓN

Ecuaciones de Diseño. Rigidez Verileal y Capacidad de Carga. RigidezLateral y Parámetros de Histéresis. Bases de Diseño y Proceso Paso aPaso. Código de Diseño. Propiedades para el Análisis.

EFECTO DE LOSAISLADORES EN EDIFICIOS

Introducción de Aislación en Edificios. Ejemplo Diseño de Sistema deAislación. Modelo para el Análisis en ETABS

IMPLEMENTACIÓN DE HOJA DE CÁLCULO

Material Definición. Definición del Proyecto. Tipo de Aisladores yCargas. Dimensiones de los Aisladores. Desempeño de los Aisladores. Propiedades para el Análisis en ETABS.

AISLADORES PARA PUENTES

Especificaciones según AASHTO. Proceso de Diseño Ejemplo, Efectodel Sistema de Aislación sobre los Desplazamientos. Aplicación usando el CSiBridge.

MODULO XII: INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS NO LINEAL Y DESEMPEÑO SÍSMICO (20 Hrs.)FASES DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Modelo, Interpretación, Computación e Importancia.

ANÁLISIS ELÁSTICO VS INELÁSTICO Análisis Estático vs Dinámico.

DEFINICIÓN DE MODELO ANALÍTICO.

Estructura Real vs Modelo Analítico, Tipos de ModeloAnalítico, Tipos de Elementos, Equilibrio, Elementos yComponentes.

RELACIÓN F VS D UNIAXIAL

Componentes y Elementos, F vs D para DeformaciónMonotinicas, Relación de Ductilidad, Deformación Elástica y Plástica, Relaciones F-D para el Análisis Inelástico. Lazo de Histéresis para el Análisis Inelástico.

RELACIÓN F VS D MULTIAXIALLímite de Ductibilidad y Pérdida de Resistencia,Degradación Cíclica.

ANÁLISIS DE SECCIONES MEDIANTE EL USO DE FIBRAS

Secciones de Vigas. Columnas, Muros, Rótula RígidaPlástica con Fibras, Limitaciones.

CORTANTE INELÁSTICO EN VIGAS Y COLUMNAS

M-V Interacción en Vigas de Acero, P-M-V Interacciónen Columnas de Acero, P-M-V Interacción enConexiones.

CORTE EN MUROS

Modelo Simple Basado en el Esfuerzo vs DeformaciónUniaxial, Análisis de Demanda vs Capacidad, Efecto dela Fuerza Axial sobre la Ductilidad por Flexión, Efecto de la Fuerza de Corte sobre la Ductilidad por Flexión. Efecto de la Rotación de Rotula sobre la Capacidad al Cortante.

EFECTO P-DELTA, ESTABILIDAD Y PANDEO

Causas de la No Linealidad Geométrica, Tipos deAnálisis, Efecto P-Delta, Tipos de Cargas, Análisis Elástico e Inelástico, Análisis Aproximado, Comportamiento de Pórticos Bajo Cargas Laterales Pandeo en Elementos.

TRABAJO Y ENERGÍABalance de Energía en Modelos Elásticos en Inelásticos,Cantidad Total de Energía Disipada.

MODULO XIII: DISEÑO DE PUENTES AVANZADOS (30 Hrs.)

INTRODUCCIÓN (UTILIDADES GRÁFICAS BÁSICAS)

Versatilidad del CSBridge vi 5 2Componentes y nomenclatura comúnmente usados enIngeniería de Puentes.Expiración general de la Interface gráfica del programa: ventana de despliegue, barra de títulos, y línea de comandos. Barra de estatus, menús componentes, unidades, etc. Creación de varios modelos los cuales incluyen: Líneas de diseño con distintas variaciones geométricas y súper puestas en solo modelo, carriles, manejo de visualización gráfica,componentes (materiales, secciones, variaciones paramétricas, etc.).Definición paramétrica de la súper estructura (losa, vigas, barreras de protección, juntas).Diafragmas, variaciones paramétricas, componentes de la sub estructura (asientos de neopreno, resortes para similar las fundaciones, estribos columnas viga cabezal, pórtico y muros de apoyo).Definición de vehículos, patrones de carga, generación integrada del Bridge Object (Ensamble general de todos los componentes del puente).Modelo de fundaciones, cables, elementos no prismáticos, etc.

DISEÑO DE SUPER – ESTRUCTURA

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DESUPERESTRUCTURAS:Organización y recomendaciones para diseño de super- estructuras.Pre requisitos para el diseño: consideraciones a ser evaluadas. Guía AASHTO LRFD (2007, 2010).Tipos de patrón de carga: permanentes, transitorias. Combinaciones de carga para el diseño.Combinaciones de carga creadas de marera automática según los estados límites a evaluar; resistencia, servicio, fatiga, evento extremo.

DETERMINACIÓN DE LOS FACTORES DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA VIVA (LLDF): Según normativa AASHTO LRFD (2007-20010).Calculo de los factores de distribución de carga viva de manera directa.Aplicación de los factores LLD según la solicitación en la super estructura.Método 1: Factores de Distribución especiado por el usuario. Método 2: Factores LLD calculados directamente por elCSiBridge (cumpliendo norma AASHTO LRFD).Método 3: Leídos directamente desde el análisis previo, antes de realizar el diseño.Método 4: Considerando la distribución uniforme en las vigas, que forman la superestructura.Chequeo de deflexión por servicio. Chequeo por fuerza de Corte y Flexión.Leer las fuerzas/esfuerzos directamente desde las vigas. Ejemplo de cálculo de los LLDF usando el método 2.

DISEÑO DE SUPER – ESTRUCTURA

DISEÑO DE SUPER ESTRUCTURA EN CONCRETOREFORZADOPre dimensionamiento, según norma AASHTO. Diseño de la Losa.Diseño de la viga interior Diseño de la viga exterior. Control de deflexiones. Diafragmas rígidosEvaluación de Demanda: Capacidad,

DISEÑO DE SUPER ESTRUCTURA EN CONCRETO PRE- TENSIONADODiseño y evaluación de super estructuras incluyendo tendones de pretensionado.Cálculo de perdidas instantáneas, diferidas y en la transferencia.Evaluación de Demanda, Capacidad.

DISEÑO SÍSMICO EN PUENTES AASHTO-LRFD Información general cara un análisis sísmico en puentes. Microzonificación para generar un espectro de respuesta (Seísmo Signal).Requerimiento para diseño sísmico. Diseño por desempeño sísmico.

ANÁLISIS NO LINEAL ESTÁTICO “PUSHOVER” Definición de Rótulas y Análisis “Fiber Hinge”.Curva de Capacidad.Métodos usados cara estimar la máxima respuesta no lineal esperada en la estructura.Evaluación del desempeño sísmico (análisis de pushover)utilizando espectros de capacidad.Análisis sísmico para análisis historia-tiempo inelástico utilizando modelos de histéresis.Análisis de daño estructural utilizando modelos de fibra inelásticos, Momento Curvatura, Uso de aisladores sísmicos, núcleo de plomo en los bent y elastomericos puros en los estribos (abuttment).

DISEÑO DE PUENTES POR SECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN

Diseño y evaluación de puentes atirantados por secuenciaconstructiva.Materiales dependientes del tiempo.Tensión y ajuste en cable para controlar deformaciones durante el proceso constructivo.

Cálculo de la tensión inicial relejados en el segmento de cierre para diseño de puentes atirantados.Generación, automática de fuerzas de tensión simulada durarte la etapa constructiva.Disposición de la superestructura para secuencia de construcción.Un método preciso implementado para la configuración del análisis inicial en el diseño de puentes suspendidos.Análisis de Construcción Secuencia Reflejando las NoLinealidades geométricas de cada etapa.