estructuras y cimentacion de maquinas

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.





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


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



30

60

10

6 pts.

12 pts.

2 pts.



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.





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


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.





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



42,5

47,5

10

8,5 pts.

9,5 pts.

2 pts.



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

…………………………………..

Javier Octavio Oviedo Cornejo

Arequipa 2014, Abril 01

estructuras y cimentacion de maquinas

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