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7.46. Tecnología de la Construcción II (Obligatorio)

7.46.1. Justificación ↑ Volver arriba

Tecnología de la Construcción II profundiza en los procesos constructivos de elementos estructurales: trazo y replanteo de obras, encofrados y sistemas de apuntalamiento, mecánica de suelos aplicada a cimentaciones, cimentaciones superficiales y profundas, albañilería estructural y no estructural, y el fierrería y armado de acero de refuerzo.

7.46.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Realizar el trazo y replanteo de una obra y diseñar los sistemas de encofrado y apuntalamiento necesarios.
2. Aplicar la mecánica de suelos al diseño de cimentaciones superficiales y profundas.
3. Ejecutar y supervisar procesos constructivos de albañilería estructural y no estructural.
4. Diseñar y detallar el armado de acero de refuerzo para elementos de concreto armado.

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

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)

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

7.46.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.46.4.1. Métodos, Equipos y Productividad de la Construcción (20 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Peurifoy et al., 2018)

Temas

1. Operaciones de movimiento de tierras: excavación, acarreo, compactación y diagramas de masas
2. Construcción de concreto: encofrados, colocación, acabado y curado
3. Erección de acero, conexiones y procedimientos de seguridad
4. Tipos, capacidades y criterios de selección de equipos de construcción
5. Medición de productividad, análisis de tiempo de ciclo y balance de cuadrillas
6. Métodos de construcción pesada para túneles, presas y puentes
7. Economía de equipos: propiedad vs. alquiler, depreciación y costo operativo
8. Tecnologías sin zanja y sistemas de soporte para excavaciones profundas
9. Automatización y robótica en operaciones de construcción

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Seleccionar equipo de construcción apropiado para tareas comunes de movimiento de tierras y manejo de materiales [Usar]
2. Diseñar encofrados y apuntalamientos básicos para una losa o muro de concreto [Evaluar]
3. Explicar la secuencia y consideraciones de seguridad para la erección de acero [Familiarizarse]
4. Calcular tasas de productividad y tiempos de ciclo para operaciones de equipo [Usar]
5. Balancear una cuadrilla de construcción para optimizar la productividad de una tarea dada [Evaluar]
6. Comparar métodos de construcción para un proyecto de obra pesada como un túnel a cielo abierto (cut-and-cover) [Evaluar]
7. Analizar la vida económica y el costo horario de una pieza de equipo de construcción [Usar]
8. Describir las aplicaciones y limitaciones de las tecnologías de construcción sin zanja [Familiarizarse]
9. Evaluar el potencial de la automatización para mejorar la seguridad y productividad en un sitio de construcción [Evaluar]

7.46.4.2. Resistencia al Corte y Consolidación (6 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Das, 2019)

Temas

1. Resistencia al corte de suelos y criterio de falla de Mohr-Coulomb
2. Métodos de ensayo de corte directo y triaxial
3. Comportamiento a resistencia al corte drenada y no drenada
4. Teoría de la consolidación y análisis de asentamientos
5. Velocidad temporal de consolidación y grado de consolidación
6. Distribución de esfuerzos en masas de suelo usando teoría elástica
7. Conceptos de mecánica de suelos en estado crítico
8. Resistencia al corte residual y sensibilidad de arcillas
9. Compresión secundaria y comportamiento por fluencia lenta
10. Anisotropía y efectos de la trayectoria de esfuerzos en el comportamiento del suelo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Aplicar el criterio de Mohr-Coulomb para determinar parámetros de resistencia al corte [Familiarizarse]
2. Interpretar resultados de ensayos de corte directo y triaxial [Evaluar]
3. Distinguir entre condiciones de carga drenadas y no drenadas [Usar]
4. Calcular asentamientos por consolidación usando teoría unidimensional [Evaluar]
5. Predecir la velocidad temporal de asentamiento para suelos en consolidación [Usar]
6. Calcular la distribución de esfuerzos bajo áreas cargadas usando la teoría de Boussinesq [Evaluar]
7. Explicar los conceptos de estado crítico y su aplicación al comportamiento del suelo [Familiarizarse]
8. Evaluar la resistencia residual y la sensibilidad para problemas de estabilidad de taludes [Evaluar]
9. Estimar la compresión secundaria para suelos altamente plásticos [Usar]
10. Analizar los efectos de las trayectorias de esfuerzos y la anisotropía en la respuesta del suelo [Familiarizarse]

7.46.4.3. Capacidad Portante y Diseño (3 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Das, 2019)

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]

7.46.4.4. Cimentaciones Profundas (3 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Das, 2019)

Temas

1. Tipos de pilotes y métodos de instalación
2. Capacidad axial de pilotes individuales en suelos cohesivos y granulares
3. Capacidad a carga lateral y método p-y
4. Comportamiento de grupos de pilotes y eficiencia del grupo
5. Diseño de pilotes perforados y consideraciones de construcción
6. Fricción negativa y fuerzas de arrastre hacia abajo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Seleccionar tipos de pilotes apropiados basándose en condiciones del suelo y cargas [Familiarizarse]
2. Calcular la capacidad axial de pilotes usando métodos estáticos [Evaluar]
3. Analizar pilotes cargados lateralmente usando curvas p-y [Usar]
4. Evaluar la capacidad y asentamiento de grupos de pilotes [Evaluar]
5. Diseñar cimentaciones con pilotes perforados, incluyendo diámetro y refuerzo del fuste [Usar]
6. Interpretar resultados de ensayos de carga en pilotes y verificar supuestos de diseño [Evaluar]

7.46.4.5. Diseño de Estructuras de Mampostería (6 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Drysdale and Hamid, 2008)

Temas

1. Materiales de mampostería, unidades y propiedades del mortero
2. Diseño de muros de mampostería no reforzada para compresión y flexión
3. Diseño y detalles de mampostería reforzada
4. Diseño sísmico de estructuras de mampostería y madera

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Identificar tipos de unidades de mampostería y especificar el mortero apropiado para aplicaciones [Familiarizarse]
2. Diseñar muros de mampostería no reforzada para cargas gravitacionales y laterales [Evaluar]
3. Dimensionar elementos de mampostería reforzada y especificar detalles del refuerzo [Usar]
4. Implementar disposiciones de diseño sísmico para edificios de mampostería y madera [Usar]

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

Referencias Bibliográficas: (Institute, 2019)

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]

7.46.4.7. Trazo y Replanteo de Obras (6 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2020)

Temas

1. Establecimiento y conservación de puntos de control horizontal y vertical
2. Replanteo de ejes de la edificación, líneas de columnas y offsets de referencia
3. Transferencia de cotas de diseño y bench marks a excavación y encofrado
4. Instrumentos de trazo: estación total, nivel automático/digital y receptores GNSS/GPS

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Establecer puntos de control horizontal y vertical para un terreno de construcción usando una estación total [Usar]
2. Replantear los ejes de la edificación y la ubicación de columnas a partir de un plano de cimentación [Usar]
3. Explicar el uso apropiado de receptores GNSS/GPS para tareas de trazo en obra [Familiarizarse]

7.46.4.8. Encofrados y Sistemas de Apuntalamiento (14 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Hurd, 2005; Peurifoy et al., 2018)

Temas

1. Presión lateral del concreto fresco sobre el encofrado y cargas de diseño
2. Sistemas de encofrado para muros y columnas: paneles, encofrados unidos y trepantes
3. Sistemas de encofrado para losas y vigas: convencional, volante y con mesas
4. Materiales de encofrado: madera, contrachapado, encofrados prefabricados y sistemas metálicos modulares
5. Diseño de apuntalamiento y cimbra: puntales, andamios de apuntalamiento y torres de apuntalamiento pesado
6. Procedimientos de reapuntalamiento en edificaciones de varios niveles
7. Criterios de tiempo de desencofrado según la ganancia de resistencia del concreto
8. Consideraciones de seguridad en el montaje y desmontaje de encofrados y apuntalamiento

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Calcular la presión lateral del concreto fresco sobre el encofrado de un muro para una velocidad de vaciado dada [Evaluar]
2. Diseñar el encofrado de un muro o columna, incluyendo tablero, parantes y amarres, para una presión especificada [Evaluar]
3. Seleccionar un sistema de encofrado de losa apropiado para una planta y ciclo de trabajo dados [Usar]
4. Diseñar un sistema de apuntalamiento, incluyendo el espaciamiento de puntales y la trayectoria de carga, para una losa elevada [Evaluar]
5. Planificar una secuencia de reapuntalamiento para un edificio de concreto de varios niveles [Usar]
6. Determinar el tiempo mínimo de desencofrado según el desarrollo de resistencia del concreto [Evaluar]

7.46.4.9. Fierrería y Armado de Acero de Refuerzo (10 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Institute, 2020; Institute, 2019)

Temas

1. Interpretación de planos estructurales y planillas de habilitación de acero (BBS)
2. Doblado y corte de fierro según ganchos, dobleces y tolerancias de fabricación estándar
3. Métodos de empalme: traslape, conectores mecánicos y empalme soldado
4. Colocación, apoyo (silletas/separadores) y amarre del acero de refuerzo
5. Tolerancias de recubrimiento de concreto y espaciamiento de fierro para durabilidad y desempeño estructural
6. Control de calidad e inspección en obra del armado antes del vaciado de concreto

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Interpretar una planilla de habilitación de acero y un plano estructural para fabricar fierro de refuerzo [Usar]
2. Seleccionar un método de empalme apropiado para un diámetro de fierro y ubicación dados [Evaluar]
3. Colocar y amarrar el acero de refuerzo cumpliendo las tolerancias especificadas de recubrimiento y espaciamiento [Usar]
4. Inspeccionar un armado de acero terminado para verificar su conformidad antes de autorizar el vaciado de concreto [Evaluar]

7.46.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Peurifoy, R. L., Schexnayder, C. J., Shapira, A., and Jha, K. N. (2018). Construction Planning, Equipment, and Methods. McGraw-Hill, 9th edition.

Das, B. M. (2019). Principles of Geotechnical Engineering. Cengage Learning, 9th edition.

Drysdale, R. G. and Hamid, A. A. (2008). Masonry Structures: Behavior and Design. Masonry Society, 3rd edition.

Institute, A. C. (2019). Aci 318: Building code requirements for structural concrete. Technical report, American Concrete Institute.

Ghilani, C. D. and Wolf, P. R. (2020). Elementary Surveying: An Introduction to Geomatics. Pearson, 15th edition.

Hurd, M. K. (2005). Formwork for Concrete. American Concrete Institute, 7th edition. ACI SP-4.

Institute, C. R. S. (2020). Manual of standard practice. Technical report, Concrete Reinforcing Steel Institute.