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7.40. Concreto Armado I (Obligatorio)

7.40.1. Justificación ↑ Volver arriba

El Diseño de Concreto Armado I introduce los principios y la metodología para el diseño de elementos de concreto armado siguiendo la filosofía de diseño por estados límite y el código de construcción ACI 318. Partiendo de la mecánica de materiales, los estudiantes aprenden a diseñar vigas para flexión y cortante, columnas para carga axial y flexión biaxial, losas unidireccionales, y a verificar los requisitos de deflexión y serviciabilidad. El curso también cubre el diseño de escaleras de concreto apoyadas y en voladizo, y una introducción al diseño de cimentaciones superficiales, proporcionando la base de diseño estructural requerida para los cursos posteriores de diseño de concreto armado y diseño sismorresistente.

7.40.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Aplicar la filosofía de diseño por estados límite y las combinaciones de factores de carga al diseño de concreto armado.
2. Diseñar vigas de concreto armado para flexión y cortante.
3. Diseñar columnas de concreto armado para carga axial y flexión biaxial.
4. Diseñar losas unidireccionales de concreto armado y verificar los requisitos de deflexión y serviciabilidad.
5. Diseñar escaleras de concreto apoyadas y en voladizo.
6. Diseñar zapatas aisladas para cimentaciones superficiales.

7.40.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

7.40.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.40.4.1. Diseño de Concreto Armado (68 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Wight and MacGregor, 2016; ACI Committee 318, 2019; McCormac and Brown, 2021)

Temas

1. Filosofía de diseño y metodología de estados límite para estructuras de concreto
2. Diseño a flexión de vigas rectangulares y en T
3. Diseño a cortante y torsión de elementos de concreto
4. Elementos a compresión y diseño de columnas
5. Diseño de losas, incluyendo sistemas unidireccionales y bidireccionales
6. Longitud de anclaje y empalmes del refuerzo
7. Control de deflexiones y requisitos de serviciabilidad para vigas y losas de concreto

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Explicar la filosofía de diseño por estados límite y las combinaciones de cargas mayoradas [Familiarizarse]
2. Diseñar vigas de concreto armado para flexión y verificar serviciabilidad [Evaluar]
3. Calcular los requisitos de refuerzo por cortante y torsión [Usar]
4. Dimensionar columnas para carga axial y flexión biaxial [Evaluar]
5. Diseñar sistemas de losas unidireccionales y bidireccionales con el refuerzo apropiado [Usar]
6. Determinar longitudes de desarrollo y diseñar empalmes por traslapo de barras de refuerzo [Evaluar]
7. Controlar deflexiones y verificar requisitos de serviciabilidad mediante un dimensionamiento adecuado de elementos y refuerzo [Usar]

7.40.4.2. Diseño de Escaleras de Concreto Armado (6 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (McCormac and Brown, 2021)

Temas

1. Geometría de tramos de escalera, descansos y losas inclinadas (waist slab)
2. Distribución de cargas y luz efectiva para escaleras simplemente apoyadas
3. Distribución de cargas y luz efectiva para escaleras en voladizo
4. Detallado del refuerzo en tramos, descansos y apoyos

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Diseñar una escalera de concreto armado apoyada para cargas de gravedad [Evaluar]
2. Diseñar una escalera de concreto armado en voladizo para cargas de gravedad [Evaluar]
3. Detallar el refuerzo en tramos, descansos y apoyos de escaleras [Usar]

7.40.4.3. Capacidad Portante y Diseño (10 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Coduto, 2001)

Temas

1. Teoría de capacidad portante y mecanismos de falla
2. Ecuaciones de capacidad portante última para varias condiciones
3. Análisis de asentamientos usando métodos elásticos y de consolidación
4. Diseño de zapatas aisladas
5. Zapatas combinadas y zapatas con viga de enlace
6. Presión de contacto admisible y selección del factor de seguridad
7. Análisis y diseño de cimentaciones tipo losa
8. Efectos de carga excéntrica e inclinada
9. Efectos de interacción suelo-estructura
10. Asentamientos diferenciales y límites tolerables
11. Diseño de cimientos corridos (continuos) para muros de sótano y de fundación

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Explicar mecanismos de falla por capacidad portante en cimentaciones superficiales [Familiarizarse]
2. Calcular la capacidad portante última usando las ecuaciones de Terzaghi y Meyerhof [Evaluar]
3. Predecir asentamientos totales y diferenciales para cimentaciones superficiales [Usar]
4. Diseñar zapatas aisladas para cargas gravitacionales [Evaluar]
5. Dimensionar zapatas combinadas y con viga de enlace para arreglos de columnas [Usar]
6. Determinar presiones de contacto admisibles basadas en criterios de resistencia y asentamiento [Evaluar]
7. Analizar cimentaciones tipo losa usando métodos convencionales y de elementos finitos [Evaluar]
8. Evaluar la capacidad portante bajo carga excéntrica e inclinada [Usar]
9. Considerar la interacción suelo-estructura en el diseño de cimentaciones [Familiarizarse]
10. Evaluar los asentamientos diferenciales y aplicar criterios de asentamientos tolerables [Evaluar]
11. Diseñar cimientos corridos (continuos) para muros de sótano y de fundación [Usar]

7.40.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Wight, J. K. and MacGregor, J. G. (2016). Reinforced Concrete: Mechanics and Design. Pearson, 7th edition.

ACI Committee 318 (2019). Building code requirements for structural concrete (aci 318-19) and commentary. Technical report, American Concrete Institute.

McCormac, J. C. and Brown, R. H. (2021). Design of Reinforced Concrete. Wiley, 10th edition.

Coduto, D. P. (2001). Foundation Design: Principles and Practices. Prentice Hall, 2nd edition.