ABP. Diseño de estructuras.

APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES. FACULTAD DE INGENIERÍA. ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL. DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS. APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS EN LA INGENIERÍA ESTRUCTURAL. Ing. Luis Velázquez.

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Caption: : Torre Shangai, China.

Introducción.

El diseño de una estructura es un proceso complejo, donde el estudiante debe aplicar una serie de conocimientos que están íntimamente relacionados unos con otros. El diseño comprende la integración de diferentes asignaturas, como la mecánica de suelos, fundaciones, concreto armado, acero, por solo mencionar algunas. Un buen diseño debe tomar en cuenta la lógica y el sentido común, que aunque parezca algo obvio, muchas veces no se cumple.

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Caption: : Errores en una construcción extremadamente sencilla.

Introducción.

Entre los aspectos a tomar en cuenta durante el diseño de una edificación, además de los conceptos fundamentales, está la dinámica de las estructuras, las acciones como el sismo, usos de la edificación, cargas, entre otras. Un edificio está compuesto por numerosos elementos como columnas, vigas, losas, muros, escaleras, y cada uno de estos debe ser diseñado y detallado de acuerdo a la normativa que aplique para cada caso. Este es un trabajo que debe tomarse con seriedad y responsabilidad, ya que el diseño de una estructura debe garantizar la seguridad de la misma a lo largo de su vida útil. Se presenta esta experiencia de aprendizaje basado en proyectos para desarrollar la asignatura Proyectos Estructurales, materia del décimo semestre de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Los Andes.

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Caption: : No siempre se aplica el pensamiento lógico.

Objetivos.

La finalidad del desarrollo del proyecto es que el alumno: Aprenda a realizar de forma correcta el diseño de miembros de concreto armado. Aprenda a analizar con propiedad los diagramas de momento, corte y fuerza axial. Entienda los conceptos derivados de la acción sísmica sobre la estructura (derivas, modos de vibración, masas participativas, corte basal). Analice las relaciones demanda/capacidad de los elementos. Realice el detallado de los elementos de concreto armado. Sea capaz de aplicar estos conceptos en el desarrollo de un proyecto real. Elabore los planos del proyecto.

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Caption: : Modelado de edificios.

Durante las dos primeras semanas de la clase se estudiarán los temas relacionados con asignaturas anteriores (resistencia de materiales, concreto armado, ingeniería sísmica) y que serán aplicados durante el desarrollo del proyecto. Las siguientes dos semanas se abordarán los temas relacionados con la dinámica de estructuras, como el sismo, espectros de diseño, espectros de respuesta, modos de vibración de la estructura, métodos de análisis, control de derivas, corte basal, entre otros. Al comienzo del segundo mes de clase se les entregará a los alumnos la descripción del proyecto a desarrollar. Será un edificio de concreto armado de 4 niveles para uso residencial.

Desarrollo.

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Diseño y cálculo estructural de un edificio.

Memoria descriptiva: Descripción del proyecto. Análisis de carga. Análisis sísmico. Calidad de los materiales. Memoria de cálculo: Diseño de fundaciones. Diseño de losas. Diseño de vigas y columnas. Diseño de escaleras. Despieces.

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Caption: : Parte de una memoria de cálculo.

Planos. Planos de arquitectura. Planos de estructuras. Planos de detalle.

Diseño y cálculo estructural de un edificio.

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Datos para el proyecto.

Edificio de concreto armado de 4 niveles. Uso Residencial. Tipo de losas: libre escogencia de cada grupo. El edificio no contará con ascensor. Estacionamiento fuera de la planta del edificio.

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Caption: : Modelo de un edificio de 4 niveles.

Metodología de trabajo.

Se plantea la metodología de trabajo que se debe seguir y el tiempo de entrega. Para la ejecución del proyecto se formarán grupos de tres personas, aunque la evaluación final será individual. Se programarán consultas semanales con cada grupo, en la cual el profesor aclarará dudas y guiará a los alumnos. En el caso de dudas similares en un número importante de grupos, se programará una clase extraordinaria. El estudiante contará con guías, libres y normas facilitadas por el profesor.

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Caption: : Norma estadounidense para el concreto armado.

Resultados.

El alumno aprenderá trabajando y complementará ese aprendizaje en el aula de clase con la retroalimentación del profesor. El trabajo constante garantizará que el estudiante esté preparado al momento de presentar su proyecto.

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Caption: : Torres Petronas, Singapur.

Conclusiones.

Este método promueve el interés de los estudiantes, ya que se trata de un proyecto real en el cual se aplican los conocimientos teóricos obtenidos y al final del curso se puede palpar el resultado del trabajo desarrollado.

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Caption: : Impresionante edificio en China.