Silabo Semestral 2013-2014 Ensayo de Materiales i

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE: INGENIERÍA CIVIL

SÍLABO DE LA CÁTEDRA: ENSAYO DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

SÍLABO DE ENSAYO DE MATERIALES

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD: INGENIERÍA NOMBRE DE LA CARRERA: INGENIERÍA CIVIL SEMESTRE: QUINTO NOMBRE DE LA MATERIA: ENSAYO DE MATERIALES I CÓDIGO DE LA MATERIA: CIV 503 NÚMERO DE CRÉDITOS TEÓRICOS: 60 HORAS = 3.75 CRÉDITOS NÚMERO DE CRÉDITOS PRÁCTICOS: 60 HORAS = 3.75 CRÉDITOS

DESCRIPCIÓN DEL CURSO El curso introduce al estudiante al ensayo de los diferentes materiales que se emplean en obras civiles, determinado para esto sus propiedades físicas, mecánicas y químicas, además de cómo

identificar la importancia de ciertas propiedades del material según su aplicación en la obra.

Los alumnos se familiarizarán con los procesos de ensaye llevados a cabo en el laboratorio de la escuela de Ingeniería Civil, conocerán los diferentes instrumentos, equipos y maquinaria que se

usan para preparar los materiales, sus compuestos y las probetas. Ellos mismos prepararán algunas probetas y realizarán los respectivos ensayos, apegados a las normas y estándares, con el

fin de clasificar los materiales y determinar algunas propiedades físicas y mecánicas de los mismos.

Además, se enfatizará en las diferencias que existe entre los resultados de las probetas en el laboratorio y las propiedades del prototipo en la obra en construcción, y la importancia de la

supervisión de todo el proceso de construcción en el campo para lograr obras de buena calidad.

PRERREQUISITOS RESISTENCIA DE MATERIALES I (CIV 403)

CORREQUISITOS

OBJETIVOS DEL CURSO • Conocer la importancia del ensaye de materiales dentro del desarrollo y control de calidad

de los materiales de ingeniería, además de la metodología de trabajo en el laboratorio. • Comprender el comportamiento mecánico de algunos materiales de ingeniería bajo varios

estados de carga. • Aplicar procesos de ensayos para verificar los principios resistencia de materiales. • Analizar el comportamiento mecánico y fallas producidas en los materiales de ingeniería

mediante el ensaye de probetas.



UNIDAD I: INTRODUCCIÓN AL ENSAYO DE MATERIALES

CONTENIDOS – TEMA (Que debe saber) Nº DE

HORAS / SEMANAS

RESULTADOS DEL APRENDIZAJE (Qué

debe ser capaz de hacer)

EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO

CLASES TEÓRICAS

• Introducción al ensayo de materiales • Materiales de Ingeniería. • Selección de materiales. • Propiedades de los materiales. • Ensaye de materiales. • Inspección de los materiales. • Significado de los ensayos. • Diseño de ensayos. • Especificaciones de materiales, Agencias de normalización y estándar. • Estadística aplicada al ensayo de materiales.

16/1-4

• Conoce las definiciones básicas del ensaye de materiales. • Identifica los requisitos para que un material pueda ser considerado como componente de una obra civil. • Distingue la diferencias entre el ensaye y la inspección de materiales • Calcula valores representativos de un grupo de resultados mediante aplicación de estadística

• Cuenta con nociones generales del ensayo de materiales.

Ensaye e Inspección de los materiales en ingeniería. Davis – Troxell – Wiskocil. Cap 1 Pag. 21-38 Nociones prácticas de diseño estructural. Diez G. Cap. 5 Pág. 167-169

CLASES PRÁCTICAS

• Inspección al laboratorio de materiales de la escuela de Ingeniería Civil - UNACH

8/1-4

• Conoce de manera general la instrumentación, equipo y maquinaria del laboratorio de ensayo de materiales.

• Recopilación de información detallada de las características y empleo de la instrumentación, equipo y maquinaria del laboratorio de ensayo de materiales.

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

Recopilar información detallada sobre el funcionamiento, capacidad, precisión de los distintos instrumentos, equipos y maquinas de laboratorio de ensayo de materiales de Ingeniería Civil -UNACH



PROCESO DIDÁCTICO DE LA UNIDAD I METODOLOGÍA

LECCIÓN MAGISTRAL ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS

EXPOSICIÓN DE CONOCIMIENTOS – DEMOSTRACIONES PRÁCTICAS

MATRIZ DE EVALUACIÓN RESULTADOS DEL APRENDISAJE

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• Introducción al ensayo de materiales X Prueba Prueba

escrita 5%

• Materiales de Ingeniería. X X Prueba Prueba

escrita 5%

• Selección de materiales. X Prueba Prueba

escrita 5%

• Propiedades de los materiales. X Prueba Prueba

escrita 5%

• Ensaye de materiales. X Prueba Prueba escrita 5%

• Inspección de los materiales. X Prueba Prueba

escrita 5%

• Significado de los ensayos. X Prueba Prueba

escrita 5%

• Diseño de ensayos. X Prueba Prueba escrita 5%

• Especificaciones de materiales, Agencias de normalización y estándar

X Prueba Prueba escrita 5%

• Estadística aplicada al ensayo de materiales X Prueba Prueba

escrita 50%

• Conocer la importancia del ensaye de materiales dentro del desarrollo y control de calidad de los materiales de ingeniería, además de la metodología de trabajo en el laboratorio.

• Inspección al laboratorio de materiales. X X Prueba Prueba

escrita 5%



UNIDAD II: COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA

CONTENIDOS – TEMA (Que debe hacer) Nº DE

HORAS / SEMANAS




CLASES TEÓRICAS

• Conceptos y definiciones. • Esfuerzo y deformación. • Elasticidad y plasticidad. • Rigidez. • Ductilidad y fragilidad. • Capacidad energética • Flujo plástico.

8/5-8

• Reconoce los distintos fenómenos mecánicos que se producen sobre los materiales de ingeniería. • Distingue las propiedades mecánicas presentes en un mismo material. • Diferencia que tipo de propiedades mecánicas predominan en los distintos materiales de ingeniería. • Describe el comportamiento mecánico de un material de acuerdo a la carga aplicada.

• Realiza ensayos y observa el comportamiento del material para ante cargas aplicadas • Tabula, calcula y grafica las variables que describen los fenómenos mecánicos. • Interpreta los datos y resultados obtenidos de los ensayos.

Ensaye e Inspección de los materiales en ingeniería. Davis – Troxell – Wiskocil. Cap 2 Pag. 41-75 Resistencia de materiales. Pytel – Singer. Cap. 1 Pág. 1-26, Cap. 2 Pág. 27-41 Resistencia de materiales aplicada. Mott R. Cap. 1 Pág. 1-27 Nociones prácticas de diseño estructural. Diez G. Cap. 5 Pág. 170-193

CLASES PRÁCTICAS

• Práctica 1: Ensayo de elasticidad y plasticidad • Práctica 2: Ensayo de flujo plástico. • Práctica 3: Ensayo de compresión del hormigón (deformaciones longitudinales y transversales, módulo de Poisson y módulo de Elasticidad).

16/5-8

• Prepara muestras de material mediante probetas para realizar los ensayos. • Interpreta los datos y resultados obtenidos de los ensayos.

• Elabora el informe escrito de las prácticas realizadas.

TRABAJO DE INVESTIGACION Recopilar información detallada sobre ensayos demostrativos del comportamiento mecánico de los materiales destinados a la ingeniería



PROCESO DIDÁCTICO DE LA UNIDAD II METODOLOGÍA

LECCIÓN MAGISTRAL ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS



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• Conceptos y definiciones X Prueba Prueba

escrita 10%

• Esfuerzo y deformación. X Prueba Prueba

escrita 10%

• Elasticidad y plasticidad. X X X Prueba Prueba

escrita 10%

• Rigidez. X X Prueba Prueba escrita 10%

• Ductilidad y fragilidad. X X X Prueba Prueba

escrita 10%

• Capacidad energética. X X Prueba Prueba

escrita 10%

• Flujo plástico. X X Prueba Prueba

escrita 10%

Práctica 1: Ensayo de elasticidad y plasticidad.

X X Observación Informe de Laboratorio 10%

• Práctica 2: Ensayo de flujo plástico.


• Comprender el comportamiento mecánico de algunos materiales de ingeniería bajo varios estados de carga.

• Práctica 3: Ensayo de compresión del hormigón




UNIDAD III: MATERIALES SIDERÚRGICOS


HORAS / SEMANAS




CLASES TEÓRICAS

• Propiedades generales de los metales: el acero. • Tensión y deformación • Ensayo de tracción. • Diagrama esfuerzo deformación. • Esfuerzos normales y tangenciales • Esfuerzo cortante: Círculos de Mohr, estados de esfuerzo y planos de falla

16/9-13

• Interpreta los fenómenos de tensión y corte en metales. • Ensaya probetas de acero para determinar su comportamiento mecánico • Simula estados de esfuerzo en metales hasta su falla. • Resuelve problemas tipo de ensayo de materiales

• Realiza ensayos y observa el comportamiento del material para ante cargas aplicadas • Tabula, calcula y grafica las variables que describen los fenómenos mecánicos. • Interpreta los datos y resultados obtenidos de los ensayos.

Ensaye e Inspección de los materiales en ingeniería. Davis – Troxell – Wiskocil. Cap. 5 Pág. 155-175, Cap 6 Pág. 199-209, Anexo A 1 Pag. 479-488 Resistencia de materiales. Pytel – Singer. Cap. 1 Pág. 13, Cap. 9 Pág. 289-314, Cap. 12 Pág. 387-389 Resistencia de materiales aplicada. Mott R. Cap. 10 Pág. 362-386 NTE INEN 102-4. Varillas corrugadas de acero al carbono laminadas al caliente para hormigón armado. Requisitos. NTE INEN 109. Ensayo de tracción para materiales metálicos a temperatura ambiente.

CLASES PRÁCTICAS

• Práctica 4: Ensayo de tracción del acero. • Práctica 5: Ensayo de corte sobre conectores en junta a tracción.

8/9-13

• Desarrolla los ensayos del material para observar su comportamiento mecánico. • Interpreta los datos y resultados obtenidos de los ensayos.


TRABAJO DE INVESTIGACION Realizar ensayos de tracción en materiales no ferrosos: aluminio, cobre, madera, establecer análisis comparativo del comportamiento mecánico de estos materiales



PROCESO DIDÁCTICO DE LA UNIDAD III METODOLOGIA

LECCION MAGISTRAL ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS



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• Propiedades generales de los metales (el acero)


• Tensión y deformación X X Prueba Prueba

escrita 10%

• Ensayo de tracción. X Prueba Prueba

escrita 5%

• Diagrama esfuerzo deformación.

X X Prueba Prueba escrita 10%

• Esfuerzos normales y tangenciales.


• Esfuerzo cortante: Círculos de Mohr, estados de esfuerzo y planos de falla.


• Práctica 4: Ensayo de tracción del acero.

X X X X Observación Informe de laboratorio 10%

• Aplicar procesos de ensayos para verificar los principios resistencia de materiales.

• Práctica 5: Ensayo de corte sobre conectores en junta a tracción.

X X X X Observación Informe de laboratorio 10%



UNIDAD IV: MADERAS


HORAS / SEMANAS




CLASES TEÓRICAS

• Estructura de la madera • Propiedades físicas y mecánicas de la madera • Comportamiento mecánico y tipología de falla. • Alteraciones de la madera • Conservación de la madera y condiciones que debe reunir la madera.

8/14-19

• Analiza la influencia de la estructura de un material en su comportamiento mecánico. • Compara las propiedades del material madera respecto a otros materiales de ingeniería. • Examina los mecanismos de falla que ocurren en el material madera bajo estados de carga. • Inspecciona los defectos naturales que posee el material para calificarlo como adecuado o no.

• Realiza ensayos y observa el comportamiento del material para ante cargas aplicadas • Tabula, calcula y grafica las variables que describen los fenómenos mecánicos. • Interpreta los datos y resultados obtenidos de los ensayos. • Determina los requerimientos que debe presentar la madera para que se pueda emplear en la construcción, y los productos para su conservación.

Ensaye e Inspección de los materiales en ingeniería. Davis – Troxell – Wiskocil. Anexo D 1 Pag. 501-508 Resistencia de materiales. Pytel – Singer. Cap. 11 Pág. 356-364 Resistencia de materiales aplicada. Mott R. Cap. 14 Pág. 362-386 Norma panamericana COPANT 742. Método de ensayo a tracción paralela al grano. Norma panamericana COPANT 743. Método de ensayo a tracción perpendicular al grano. Norma panamericana COPANT 464. Método de determinación de la compresión paralela al grano. Norma panamericana COPANT 555. Método de ensayo de flexión estática.

CLASES PRÁCTICAS

• Práctica 6.- Ensayo de compresión y tracción en maderas. • Práctica 7.- Ensayo de corte simple y doble en maderas (Perpendicular y paralelo a las fibras). • Práctica 8.- Ensayo de pandeo en columnas de madera. • Práctica 9.- Ensayo de flexión en vigas.

16/14-19

• Examina como interfiere la estructura interior del material respecto a su resistencia • Constata que los estados de esfuerzo se presentan combinados


TRABAJO DE INVESTIGACION Construir un modelo de estructura de madera (cercha), en base las propiedades mecánicas y físicas estudiadas, bajo la aplicación de cargas externas en sus nudos.



PROCESO DIDÁCTICO DE LA UNIDAD IV

METODOLOGIA LECCION MAGISTRAL

ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS EXPOSICIÓN DE CONOCIMIENTOS – DEMOSTRACIONES PRÁCTICAS

MATRIZ DE EVALUACIÓN

RESULTADOS DEL APRENDISAJE

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• Estructura de la Madera


• Propiedades físicas de la madera


• Alteraciones de la madera


• Conservación de la madera


• Condiciones que debe reunir la madera.


• Práctica 6.- Ensayo de compresión y tracción en maderas

X Observación Informe de laboratorio 10%

• Práctica 7.- Ensayo de corte simple y doble en maderas (Perpendicular y paralelo a las fibras).


• Práctica 8.- Ensayo de pandeo en columnas de madera.


• Analizar el comportamiento mecánico y fallas producidas en los materiales de ingeniería mediante el ensaye de probetas.

• Práctica 9.- Ensayo de flexión en vigas. X Observación Informe de

laboratorio 20%



CONTRIBUCIÓN DEL CURSO EN LA FORMACIÓN DEL PROFESIONAL La asignatura aporta en la formación del profesional, con el conocimiento detallado de algunas

propiedades de los materiales empleados en el campo de la Ingeniería Civil, así como, las herramientas cognoscitivas necesarias para que el mismo, pueda llevar a cabo un control continuo

de calidad de las obras civiles.

RELACIÓN DEL CURSO CON EL CRITERIO RESULTADO DE APRENDIZAJE. La asignatura contribuye para que el estudiante se forme en el análisis de las propiedades de los

materiales de ingeniería, además de que este en capacidad de llevar un correcto control de calidad de las obras en que participe

ASPECTOS DE CONDUCTA Y COMPORTAMIENTO ETICO • La copia de exámenes será severamente castigada. Art. 207 literal g. Sanciones (b) de la

LOES • Respeto en las relaciones docente-estudiante y alumno-alumno. Art. 86 de la LOES • En los trabajos se debe incluir las citas y referencias de los autores consultados, usando las

normas vigentes. • No se receptarán trabajos o deberes u otro fuera de la fecha prevista, salvo justificación

debidamente aprobada. • No se aceptaran el uso de celulares durante las horas de clase, así como el ingreso de

alimentos o bebidas al aula.

BIBLIOGRAFÍA • DAVIS-TROXELL-WISKOCIL. (1999). Ensaye e Inspeccione los Materiales. • NORMAS INEN. (2010) (2011) • NORMAS PANAMERICANAS COPANT.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA • DIEZ, Gloria. (2011). Nociones prácticas de diseño estructural. • MOTT, Robert. (1996). Resistencia de materiales aplicada. • PYTEL – SINGER. (1994) Resistencia de materiales.

LECTURAS RECOMENDADAS • Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC - 11)

RESPONSABLES DE LA ELABORACIÓN

DEL SILABO Ing. Daniel Fernando Ríos Lara.

Ing. Hernán Quinzo FECHA Septiembre del 2013



TABLA 2.B‐1 (CARRERA) (MATERIA)

RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE

CONTRIBUCION, ALTA, MEDIA

BAJA EL ESTUDIANTE DEBE

a) Aplica conocimientos de matemáticas, ciencias básicas.

ALTA Calcular las variables que describen el comportamiento mecánico de los

materiales para ingeniería. b) Desarrolla experimentos analizando

e interpretando datos. ALTA

Interpretar los datos y resultados obtenidos de los ensayos realizados.

c) Interpreta y resuelve problemas de ingeniería

ALTA Observar el comportamiento mecánico del

material ante cargas aplicadas. d) Desarrolla la necesidad de involucrarse en el aprendizaje

continuo en toda su vida ALTA

Recopilar información adicional a los temas tratados en clase.

e) Aplica conocimientos de ciencias e ingeniería

ALTA Aplicar conocimientos de mecánica de sólidos y resistencia de materiales

f) Practica las soluciones de ingeniería en el contexto global económico,

ambiental y social ALTA

Diferenciar entre propiedades físicas y mecánicas de los materiales ventajosas

para su empleo en construcción. g) Utiliza técnicas, habilidades y

herramientas modernas de ingeniería necesarias para su

práctica.

MEDIA Desarrollar hojas de cálculo y

programación para manejar gran cantidad de datos.

h) Observa y categoriza problemas de ingeniería.

ALTA Identificar los posibles causas de falla en

los materiales de ingeniería i) Determina el impacto de las

soluciones de ingeniería en el contexto global económico,

ambiental y social.

ALTA Distinguir el efecto económico ambiental y social, que conllevan la elección de un

material.

j) Diseña un sistema, componente o proceso para atender necesidades, sociales, políticas, éticas, salud y seguridad, manufacturabilidad y

sostenibilidad.

ALTA Conocer parámetros de control de calidad

de materiales.

k) Formula soluciones a problemas de ingeniería

MEDIA Generar interés por mejorar materiales

existentes como nuevos.

l) Da ejemplo de responsabilidad ética y profesional

ALTA Desarrollar un sentido de cumplimiento de normativas de calidad para bienestar de la

sociedad como propio

m) Explica y se comunica con facilidad MEDIA Establecer relaciones de cooperación con

el grupo de trabajo para facilitar las operaciones de ensayo.

n) Interpreta e ilustra los asuntos contemporáneos

MEDIA Discutir la necesidad de generar nuevos materiales acordes a nuestro medio

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