trabajo final diplomado ing

Carrera de Ingeniera Civil

ESTRCUTURAS METALICAS

Escuela Militar de Ingeniera Prestigio, Disciplina y Mejores Oportunidades

Docente: Ing. Jimmy N. Villca Sainz Carrera: Ingeniera Civil Semestre: Sexto

Julio-2011 Santa Cruz de la Sierra -Bolivia

Ing. Jimmy N. Villca Sainz

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1. IDENTIFICACIN DE LA ASIGNATURA Materia: Cdigo: Nivel Semestral: Carrera: ESTRUCTURAS METALICAS PES-CIV-245 Sexto Ingeniera Civil

Carga Horaria Semanal Semestral

Teora 3 60

Practica 2 40

Total 5 100

Materia (s) requisito:

Estabilidad de las Estructuras Resistencia de Materiales-Estructuras de Madera

Materia (s) Siguientes:

Anlisis Matricial-Hormign Armado I-Obras Hidrulicas II Ingeniera Sanitaria

2. PROPOSITO DE LA MATERIA a) La asignatura de Estructuras Metlicas constituye un sistema constructivo muy difundido en varios pases, cuyo empleo suele crecer en funcin de la industrializacin alcanzada en la regin o pas donde se utiliza. b) Las estructuras metlicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. El Mutn de Bolivia es la octava reserva mineral de hierro y manganeso ms grande que hay en el mundo el cual permitir que nuestro pas tenga una Empresa Siderrgica del Mutn (ESM), que representa al Estado Plurinacional de Bolivia. c) Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relacin coste de mano de obra coste de materiales, financiacin, etc. d) Por esta razn el desarrollo de esta asignatura es importante para que el estudiante tenga un dominio en el anlisis y diseo de estructuras metlicas considerado de suma importancia.


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3.

CONTENIDO Y BIBLIOGRAFA 3.1.-EL acero como material estructural 3.2.-Mtodos de Diseo: Elstico, Estados Lmites 3.3.-Miembros sujetos a tensin 3.4.-Elementos de unin: Uniones con pernos, remaches 3.5.-Soldadura 3.6.-Elementos solicitados a flexin 3.7.-Elementos solicitados a compresin 3.8.-Placas base para columnas 3.9.-Elementos solicitados a flexo traccin y flexo compresin 3.10.-Elementos sometidos a torsin 3.11.-Diseo de Nave Industrial

CAPITULO I EL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Resea Histrica Hierro - Acero Ventajas y Desventajas del Acero Propiedades del Acero Tipos de Acero Aplicaciones

CAPITULO II METODOS DE DISEO 2.1 2.2 2.3 2.4 Filosofa de Diseo: D.E.A. y L.R.F.D. Cargas Combinaciones de Cargas Ejercicios Pacticos

CAPITULO III ELEMENTOS SOMETIDOS A TRACCION 3.1 Definicin 3.2 Filosofa de Diseo: L.R.F.D 3.3 Diseo de Elementos sometidos a Flexin 3.4 Cables


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3.5

Ejercicios Pacticos

CAPITULO IV ELEMENTOS DE UNION 4.1 Tipos 4.2 Espaciamiento: Mximo - Mnimo 4.3 Dimensionamiento al corte 4.4 Dimensionamiento al Aplastamiento 4.5 Dimensionamiento al a Traccin 4.6 Corte Excntrico 4.7 Ejercicios Pacticos CAPITULO V SOLDADURA 5.1 Soldadura 5.2 Soldadura Arco 5.3 Soldadura por Oxigeno o Gas licuado 5.4 Clasificacin de acuerdo a la posicin en el metal base. 5.5 Simbologa 5.6 Calculo de la soldadura filete 5.7 Ejercicios Pacticos

CAPITULO VI ELMENTOS SOMETIDOS A FLEXION 6.1 Secciones Utilizadas 6.2 Dimensionamiento a Flexin 6.3 Diseo a Cortante 6.4 Diseo a Deformacin 6.5 Ejercicios Pacticos

CAPITULO VII ELEMENTO SOMETIDO A COMPRESION 7.1 Definicin 7.2 Secciones Utilizadas 7.3 Estados de Equilibrio 7.4 Pandeo de Columnas 7.5 Filosofa de Diseo 7.6 Ejercicios Pacticos


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CAPITULO VIII PLACA BASE PARA COLUMNA 8.1 Definicin 8.2 Unin de Placa a Columna 8.3 Filosofa de Diseo 8.4 Ejercicios Pacticos CAPITULO IX ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXOTRACCION Y FLEXOCOMPRESION 9.1 Definicin 9.2 Filosofa de Diseo 9.3 Miembros sujetos a Flexin y Traccin Axial 9.4 Flexin y Compresin Combinadas 9.5 Formulas de Interaccin 9.6 Flexin Biaxial 9.7 Ejercicios Pacticos

CAPITULO X ELEMENTOS SOMETIDOS A TORSION 10.1 Definicin 10.2 Dimensionamiento 10.3 Torsin San Venant 10.4 Torsin del Alabeo 10.5 Ejercicios Pacticos CAPITULO XI DISEO DE NAVE INDUSTRIAL 11.1 Aspectos Constructivos 11.2 Material de Cubierta 11.3 Diseo de la Estructura 11.4 Cargas y Combinaciones 11.5 Anlisis del viento 11.6 Memoria de Calculo 11.7 Ingeniera de Detalle BIBLIOGRAFATtulo Autor Editorial Estructuras Metlicas 1 - Segn AISC 2005 ZULMA S. PARDO V. Estructuras de Acero Sriramulu Vinnakota MC-GRAW HILL,2006 Fundamentos de Anlisis Estructural Kenneth M. Leet MC-GRAW HILL,2002 Diseo de Estructuras de Acero Willia T. Segui TOMSON,2006 Diseo de Estructuras Metlicas McCORMAC Alfaomega (Metodo ASD) Diseo de Estructuras de Acero (Metodo LRFD) Ensayo de materiales Manual ASTM ASTM, USA, 1996 Estructuras de Acero Walter & Michelle Pfeil Lib.Tc Cientficos SP,2000


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Estructuras metlicas Estructuras de acero Cable Suported Bridges Edificios Industriales de acero Estructuras de acero M. de diseo de Estructuras de acero Manual de Soldadura Anlisis de estructuras Construcciones metlicas LRFD Steel Design Diseo de Estructuras de acero LRFD Diseo de Estructuraa de acero Ingeniera simplificada para Ingenieros y Constructores Estructuras Metlicas Estructuras Metlicas El Proyectista de Estructuras Metlicas

Carlos Da Fonseca Edgar Bucher, SP, 2001 Luis A.De Matos Das Lib.Tc.Cientificos SP, 2000 Nils j. Gimsing Zigurate Edibon, USA, 2000 Idoney H. Bellei SP, 2005 Harry Parker Limusa Wiley Mxico 1860 R.Brochenbrogh- Merrit Mc Graw Hill Mxico, 1997 Howard B. Cary Prentice hall, Mxico, 1981 Charles Head Norris V. Zignoly DOSAT SA. Madrid, 2000 Willams t. Segui PWS, USA 1998 Jack Mc Corrmac Alfa Omega, Mxico, 1998 Boris Bresleu T. Lin Parker - Ambrose Lessing Hoyos I Willams Harris R. Nonnast Limusa Noriega Editores Tecnologa Hoy SC, 2006 Paraninfo, Madrid 1985

4.

OBJETIVO DE LA MATERIA 4.1- OBEJTIVO COGNITIVO: La importancia de esta experiencia radica en el uso cada vez ms generalizado de elementos de acero en el pas. El estudiante tendr la capacidad de integrar

correctamente los componentes de los modelos basndose en las teoras y normas de diseo de elementos de acero. Es preciso que los estudiantes manejen conceptos bsicos del diseo para un buen comportamiento de miembros construidos con este material, que le permitan desarrollar una visin ms amplia del medio. De esta experiencia, obtiene una visin integral de los conocimientos, habilidades y valores para proponer soluciones responsables a problemas humanos y estructurales.

4.2- OBEJTIVO INSTRUMENTALES: El alumno adquirir los conocimientos bsicos para seleccionar y disear la estructura de acero, que por su procedimiento constructivo, satisfaga el proyecto arquitectnico


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OBEJTIVO MATERIA

INSTRUMENTALES

GENERALES

(FINALES)

DE

LA

Dado el desarrollo de los contenidos de la asignatura a travs de la explosin del docente, le lectura de la bibliografa, y la ejecucin de las tareas (actividades) en el aula, el estudiante ser capaz de; Elaborar de planos (Ingeniera de Detalle), memorias de Clculo, cmputos de materiales y presupuestos, para la ejecucin de las estructuras de acero.

OBEJTIVO INSTRUMENTALES PARCIALES, POR UNIDAD DIDACTICA CAPITULO I Objetivo educacional: Identificar las propiedades del acero estructural que influyen de una manera significativa en el comportamiento de las estructuras hechas con ese metal. CAPITULO II Objetivo educacional: El estudiante adquirir los conocimientos y pasos ordenados para el diseo de estructuras de acero, las propiedades mecnicas del acero Conceptos de factor de seguridad y factor de carga CAPITULO III Objetivo educacional: El estudiante Adquirir los conocimientos bsicos sobre los tipos de miembros que resisten esfuerzos a tensin, para disear elementos estructurales, considerando las diferentes variables y fundamentos. CAPITULO IV Objetivo educacional: El objetivo fundamental es el conocimiento tecnolgico de la soldadura como proceso de unin de materiales tanto de cara a la ingeniera de fabricacin, como a la ingeniera de las construcciones industriales. CAPITULO V Objetivo educacional: El objetivo fundamental es el conocimiento tecnolgico de la soldadura como proceso de unin de materiales tanto de cara a la ingeniera de fabricacin, como a la ingeniera de las construcciones industriales. CAPITULO VI Objetivo educacional: Obtendr conocimientos estructurales de acero, empleando la teora plstica.

para

disear

elementos

CAPITULO VII Objetivo educacional: Adquirir los conocimientos sobre los tipos de miembros que resisten esfuerzos a compresin, para disear elementos estructurales, considerando las diferentes variables y fundamentos


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CAPITULO VIII Objetivo educacional: El objetivo fundamental es el conocimiento de las placas base como elementos estructurales que juntos a las anclas, sirven para conectar una columna de acero a la cimentacin de concreto. CAPITULO IX Objetivo educacional: El objetivo fundamental es el conocimiento que por lo que en la realidad casi todas las columnas estructurales trabajan a compresin y flexin combinadas (flexo-compresin). CAPITULO X Objetivo educacional: Analizar la accin de un momento alrededor del eje longitudinal de un miembro produce en l torsin. CAPITULO XI Objetivo educacional: El objetivo fundamental es disear una estructura de tipo nave industrial a partir de todos los conocimientos previos, de todos captulos anteriores.

5.- MTODOS DE ENSEANZA PARA GUIAR EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE Y DE ENTRENAMIENTO Conferencia y clase prctica: La finalidad de esta asignatura es ensear los fundamentos bsicos del proyecto y la construccin de estructuras de acero. Exposicin grupal de casos reales: La formacin recibida en el curso permite proyectar y construir estructuras metlicas de perfiles laminados. Visitas a obra: Parte de la formacin necesaria para que el futuro titulado pueda desarrollar adecuadamente las atribuciones profesionales relacionadas con el comportamiento de las estructuras metlicas y con su capacidad para concebir, proyectar, construir y mantener este tipo de estructuras. 5.1 ACTIVIDADES EN EL AULA ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE EN EL AULA I) Se entrega el enunciado a los estudiantes, preferiblemente antes de la clase. b) Lectura del ejercicio antes de su resolucin, permitiendo aclarar posibles dudas. c) Resolucin del ejercicio, procurando que todos colaboren en la bsqueda de la solucin, discusin y anlisis de los resultados obtenidos. d) Practicas realizadas en sala de cmputos, utilizando un software de anlisis estructural (Ram Elements 10.0)


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ACTIVIDADES DEL DOCENTE EN EL AULA a) El profesor deber introducir bien las lecciones. b) Organizarlas convenientemente. c) Desarrollarlas con voz clara y confiada; variar el enfoque y la entonacin. d) Acompaarla con abundantes contactos visuales con los que escuchan. e) Ilustrarla con ejemplos significativos. f) Resumirlas de manera apropiada. 5.2 ACTIVIDADES FUERA DEL AULA ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE FUERA DEL AULA Asignacin de un trabajo a un estudiante o grupo Solucin de ejercicios prcticos para la casa Visitas a Fbricas ACTIVIDADES DEL DOCENTE FUERA DEL AULA Planificar la estructura de modo que ayude a comenzar por el principio y recorrer los puntos ms interesantes. Recordar al preparar la clase, que lo que aburre al profesor aburrir al auditorio. Lograr la individualizacin de la enseanza. Conseguir la participacin activa de todos los alumnos en el proceso de enseanzaaprendizaje

6.- MEDIOS DE ENSEANZA Y DE APRENDIZAJE 6.1 MEDIOS DE ENSEANZA Se utilizara los siguientes medios: - Calculadora cientfica - Redes Sociales -Videos Conferencias


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MEDIOS DE ENSEANZA PERSONALES La expresin oratoria El uso de Ejemplos El uso de Grficos La motivacin al dialogo y a la participacin MEDIOS DE ENSEANZA NO PERSONALES Pizarrn acrlico y marcadores de color Diapositivas Libros, Textos, Revistas Videos (Audiovisuales) Redes Sociales 7.- CRONOGRAMA DE ENSEANZA DE LA ASIGNATURA (Carta descriptiva) Seman Nmer a N o Tiem- Contenido Objetivo Mtodos Medios de po (Tema a (Instrude Enseanza avanzar) mental) Enseande Clase za1.1Resea Histrica 1.2Hierro -Acero 1.3Ventajas y Desventajas del Acero 1.4Propiedades del Acero 1.5Tipos de Acero 1.6Aplicaciones 2.1Filosofa de Diseo: D.E.A. y L.R.F.D. 2.2Cargas

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EL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTUR AL (Teora)

-Conferencia -Disertacin -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc.

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METODOS DE DISEO (Practica)

-Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin

Proyector Pizarra y Marcadores etc

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METODOS DE DISEO ELEMENTOS SOMETIDOS A TRACCION

2.3Combinaciones de Cargas 2.4Ejercicios Pacticos


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3.1Definicin 3.2Filosofa de Diseo: L.R.F.D 3.3Diseo de Elementos sometidos a Flexin

-Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos Proyector Pizarra y Marcadores etc.


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3.4Cables 3.5Ejercicios Pacticos

-Exposicin

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ELEMENTOS DE UNION

4.1Tipos 4.2Espaciamiento: Mximo - Mnimo 4.3Dimensionami ento al corte 4.4Dimensionami ento al Aplastamiento 4.5Dimensionami ento al a Traccin 4.6Corte Excntrico 4.7Ejercicios Pacticos

-Conferencia -Disertacin -Exposicin


-Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc.

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ELEMENTOS DE UNION

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SOLDADURA

5.1Soldadura 5.2Soldadura Arco 5.3Soldadura por Oxigeno o Gas licuado


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SOLDADURA

5.4Clasificacin de acuerdo a la posicin en el metal base. 5.6Simbologa 5.7Calculo de la soldadura filete 5.8Ejercicios Pacticos

-Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc

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1er Examen Parcial

Todo lo Avanzado6.1Secciones Utilizadas 6.2Dimensionamie nto a Flexin 6.3Diseo a Cortante

Escrita -Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin

Hoja y Lapiz

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ELMENTOS SOMETIDOS A FLEXION


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ELMENTOS SOMETIDOS A FLEXION ELEMENTO SOMETIDO A COMPRESION

6.4Diseo a Deformacin 6.5Ejercicios Pacticos

-Conferencia -Disertacin -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc. Proyector Pizarra y Marcadores etc

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7.1Definicin 7.2Secciones Utilizadas 7.3Estados Equilibrio

-Conferenciade

-Disertacin -Dinmica de


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grupos -Exposicin7.4Pandeo de Columnas 7.5Filosofa de Diseo 7.6Ejercicios Pacticos 8.1Definicin 8.2Unin de Placa a Columna 8.3Filosofa de Diseo 8.4Ejercicios Pacticos 9.1Definicin 9.2Filosofa de Diseo 9.3Miembros sujetos a Flexin y Traccin Axial Flexin y Compresin Combinadas 9.5Formulas de Interaccin 9.6Flexin Biaxial 9.7Ejercicios Pacticos

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ELEMENTO SOMETIDO A COMPRESION

-Conferencia -Disertacin -Exposicin -Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc Proyector Pizarra y Marcadores etc.

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PLACA BASE PARA COLUMNA

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ELEMENTOS SOMETIDO SA FLEXOTRA CCION Y FLEXOCO MPRESION

-Conferencia -Disertacin -Exposicin -Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc Proyector Pizarra y Marcadores etc.

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ELEMENTOS SOMETIDO SA FLEXOTRA CCION Y FLEXOCO MPRESION

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ELEMENTOS SOMETIDO SA TORSION

10.1Definicin 10.2Dimensionam iento


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ELEMENTOS SOMETIDO SA TORSION

10.3Torsin San Venant 10.4Torsin del Alabeo 10.5Ejercicios Pacticos

-Conferencia -Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin Proyector Pizarra y Marcadores etc

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2do Examen Parcial

Todo lo Avanzado

Escrita -Conferencia

Hoja y Lapiz

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DISEO DE NAVE INDUSTRIAL

11.1 Aspectos Constructivos 11.2 Material de Cubierta 11.3 Diseo de la Estructura

-Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin



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11.4 Cargas y Combinaciones 11.5 Anlisis del viento

-Conferencia -Disertacin -Exposicin -Conferencia Proyector Pizarra y Marcadores etc.

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11.6 Memoria de Calculo 11.7 Ingeniera de Detalle

-Disertacin -Dinmica de grupos -Exposicin


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Examen Final

Todo lo Avanzado

Escrita

Hoja y Lapiz

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PRESENTACION DE PROYECTO FINAL

Todo lo Avanzado

Escrita

Hoja y Lapiz

8.- EVALUACIN Y ACREDITACIN 8.1 EVALUACIN DEL RENDIMIENTO ESTUDIANTIL 8.2 ACREDITACIN DEL RENDIMIENTO ESTUDIANTIL (CALIFICACIN) VALOR TOTAL: 10 puntos (diez puntos) Distribuido como sigue: 1.- Dos exmenes parciales tericos prcticos valorado con un 25% cada uno incluye: Preguntas de desarrollo de ejercicios Preguntas Tericas aplicados a cada tema 2.- Participacin del estudiante valorado con un 10% por cada parcial incluye: Trabajos prcticos realizados en clase individual y en grupo Trabajos prcticos realizados por cada estudiante en su casa. Trabajos de investigacin sobre algunos temas tericos. Exmenes prcticos al finalizar cada unidad. 3.- Un examen final terico prctico valorado en un 30% incluye: Preguntas de desarrollo de ejercicios de todo el programa. Preguntas de problemas de aplicacin. Preguntas tericas de conceptos y definiciones


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4.-Presentacin de Proyecto Final valorado en un 10% incluye: Defensa terica del Proyecto TOTAL: 10 PUNTOS NOTA: 48 horas despus de cada examen se har conocer en aula la solucin del examen y a cada uno de los estudiantes, la evaluacin parcial y nota de prcticos, luego se presentara en una planilla al respectivo jefe de carrera para su introduccin al sistema

COMPONENTES DE LA EVALUACIONComponentes Prueba Diagnostica Trabajo de Grupo Presentacin de Prcticos Desarrollo de Ejercicios Trabajo de Investigacin Examen Practico Primer Exa. Parcial Trabajo de Grupo Presentacin de Prcticos Desarrollo de Ejercicios Trabajo de Investigacin Examen Practico Segundo Exa. Parcial Funcionalidad Comprobacin de Conocimiento Competencia y Participacin Aplicacin de Conocimientos Desarrollo de Habilidades Reproductivo Aplicativo Aplicacin de Conocimientos Aplicacin de Conocimientos Competencia y Participacin Aplicacin de Conocimientos Desarrollo de Habilidades Reproductivo Aplicativo Aplicacin de Conocimientos Aplicacin de Conocimientos Tipos de Evaluacin Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Escrita Lugar Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula Aula

Presentacin de Prcticos Desarrollo de Ejercicios EXAMEN FINAL

Aplicacin de Conocimientos Desarrollo de Habilidades Aplicacin de Conocimientos

Escrita Escrita Escrita

Aula Aula Aula

9.- DISPOSICIONES GENERALES Las normas generales de la asignatura son: 9.1 Sobre la asistencia obligatoria a clases y el porcentaje de ingresar al examen final es 80%. 9.2 Sobre la tolerancia en el horario de ingreso a clases: 10 min. 9.3 Sobre los permisos y licencias: Debidamente justificadas y por escrito. 9.4 Sobre participacin en clases: 5% adicional. asistencia requerido para poder


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trabajo final diplomado ing

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