Diplomado en Estructuras de acero

Sigla VRA: IEG3230 

Docente(s): Miguel Medalla

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería 

Requisitos: No tiene

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso: 

Se presentan los principios del diseño de elementos estructurales de acero, con énfasis en su comportamiento. Se revisan y discuten las disposiciones de diseño del código vigente internacional AISC360 y el nacional NCh427.

Resultados de Aprendizaje:

1. Evaluar el comportamiento de elementos estructurales de acero.
2. Aplicar las disposiciones de diseño de los códigos internacionales y nacionales para diseñar de elementos estructurales de acero, como AISC360 y NCh427. 

CONTENIDOS:

Introducción 

Elementos en tracción 

• Conceptos básicos
• Transferencia de cargas y ductilidad 
• Área neta y área efectiva 
• Disposiciones de diseño 

Elementos en compresión doblemente simétricos 

• El problema de pandeo 
• Coeficiente de longitud efectiva 
• Aplicaciones a marcos 
• Disposiciones de diseño 
• Pandeo local 
• Elementos en compresión de sección no simétrica 

Elementos en flexión 

• Comportamiento elástico e inelástico 
• Diseño de vigas no afectas a PLT 
• Cargas concentradas 
• Pandeo lateral torsional 
• Disposiciones de diseño 

Esfuerzo de corte 

• Interacción corte-flexión 

Elementos en flexo compresión 

• Curva de interacción 
• Efectos de 2° orden 
• Disposiciones de diseño

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Ejercitación personal utilizando el software de cálculo numérico MATLAB.
• Trabajos de estudios de casos.

Estrategias Evaluativas:

• Tareas individuales: 60%
• Examen: 40%

Sigla VRA: IEG 3240

Docente(s): Hernán Santa María

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería 

Requisitos: IEG3230

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Se presenta el análisis y diseño de conexiones de elementos de acero, sistemas de arriostramientos de vigas y columnas, sistemas estructurales compuestos de hormigón-acero y sistemas estructurales sismorresistentes de acero. Se revisan y discuten las disposiciones de diseño de los códigos vigentes internacionales AISC360, ASIC358 y AISC341, y nacionales NCh427, NCh433 y NCh2369.

Resultados de Aprendizaje:

• Evaluar el comportamiento de sistemas estructurales de acero.
• Diseñar conexiones de acero usando métodos elásticos y métodos de diseño ultimo con AISC360.
• Analizar y diseñar sistemas de arriostramiento de vigas y columnas usando AISC360.
• Diseñar vigas con losa colaborante de hormigón armado.
• Analizar y diseñar sistemas resistentes laterales de acero con énfasis en las disposiciones de origen sísmico de AISC341, AISC358 y NCh2369.

CONTENIDOS:

Conexiones 

• Apernadas 
• Soldadas  

Diseño de arriostramientos 

• Arriostramientos de columnas y marcos 
• Arriostramientos de vigas 

Sistemas compuestos 

• Vigas con losa colaborante 

Diseño sísmico de edificios 

• Sistemas arriostrados concéntricos 
• Sistemas arriostrados excéntricos 
• Placas Gusset 
• Sistemas de marcos rígidos de momentos 

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Trabajos de estudios de casos.

Estrategias Evaluativas:

• Tareas individuales: 100%

Sigla VRA: IEG 3260

Docente(s): Hernán Santa María

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería 

Requisitos: No tiene

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso: 

Se discuten las principales configuraciones de puentes y algunas técnicas constructivas, y las herramientas de análisis y diseño de puentes de hormigón armado y acero, usando métodos de análisis aproximados y mediante métodos avanzados del análisis estructural, y las normas vigentes en Chile como el Manual de Carreteras y las disposiciones de AASHTO.

Resultados de Aprendizaje:

• Analizar y diseñar puentes de hormigón armado y acero usando el Manual de Carreteras de Chile y la norma AASHTO LRFD.
• Analizar los efectos de las cargas vehiculares en puentes de vigas de varios vanos, continuos o simplemente apoyados, para diseñar la superestructura de puentes.
• Analizar la respuesta sísmica de puentes.
• Diseñar la infraestructura de puentes.

CONTENIDOS:

Introducción 

• Aspectos generales de puentes. 
• Tipologías estructurales. 

Métodos constructivos de puentes 

• Transporte y montaje (lanzamiento) de vigas. 
• Detalles de construcción. 

Análisis y diseño de la superestructura 

• Cargas de diseño (peso propio, transito). 
• Métodos de análisis de la superestructura de puentes. 
• Consideraciones especiales para el diseño de vigas de hormigón armado y de acero con losa colaborante. 

Análisis y diseño sísmico de puentes 

• Cargas de diseño sísmico. 
• Métodos de análisis sísmico.

Diseño de la subestructura 

• Apoyos. 
• Diseño de pilas y estribos. 
• Fundaciones. 

Rehabilitación de puentes 

• Causas y tipos más frecuentes de datos. 
• Métodos de rehabilitación, reparación y refuerzo. 
• Ensayos de carga.

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Ejercitación personal utilizando el software de cálculo estructural SAP.
• Trabajos de estudios de casos.
• Investigación personal.

Estrategias Evaluativas:

• Tareas individuales: 55%
• Trabajo de investigación: 15%
• Examen: 30%

Sigla VRA: IEG 3270

Docente(s): Hernán Santa María

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería 

Requisitos: IEG 3260

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso: 

En este curso se aplican los conceptos básicos del análisis y diseño de puentes, usando el Manual de Carreteras de Chile y el código AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. Se trabaja en grupos que analizan y diseñan varios aspectos de un puente simple (puente de vigas de dos o más vanos) o un puente complejo (por ejemplo, un puente atirantado o en volados sucesivos).

Resultados de Aprendizaje:

• Analizar la superestructura y la infraestructura de un puente usando métodos simplificados o software de análisis estructural.
• Diseñar la superestructura y la infraestructura de un puente simple usando el Manual de Carreteras y el código AASHTO LRFD para cargas vehiculares y pares cargas sísmicas.

CONTENIDOS:

• Diseño de un puente de dos o más tramos simplemente apoyados 
• Modelación de la superestructura, incluido elementos finitos. 
• Determinación de las solicitaciones de diseño debido a cargas normales y cargas especiales. 
• Alternativas de trazados de cables. Diseño de sección de acero. 
• Diseño de la infraestructura. 
• Diseño de apoyos elastomericos. 

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Aprendizaje basado en trabajo en proyecto. 

Estrategias Evaluativas:

• Exposiciones grupales: 30%
• Informe escrito: 70%

Sigla VRA: IEG3500

Docente(s): Jorge Crempien

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería

Requisitos: IEG3300 (recomendado)

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso: 

Se presentan y discuten las características de los movimientos sísmicos y de los registros del movimiento del suelo. En base al análisis de acelerogramas se desarrolla la metodología para especificar la solicitación sísmica por medio de espectros de diseño. Se realizan aplicaciones al análisis dinámico de estructuras. 

Resultados de Aprendizaje:

• Manipular registros sísmicos para utilizar en análisis sísmico de estructuras. 
• Evaluar las solicitaciones sísmicas para diseño.
• Calcular espectros elásticos e inelásticos de diseño sísmico.
• Calcular registros sísmicos sintéticos.
• Aplicar análisis sísmico a un sistema estructural y evaluar los alcances y limitaciones de los resultados.

CONTENIDOS:

Sismotectónica 

• Teoría de placas tectónicas 
•  Sismología básica 

Análisis probabilístico de amenaza sísmica 

• Sismicidad 
• Leyes de atenuación 
• Descripción probabilística de amenaza 
• Concepto de desagregación de amenaza 
• Manejo de registros sísmicos 
• Ajuste de línea base 
• Condiciones iniciales 
• Preparación para análisis dinámico 

Intensidad del movimiento del suelo

• Métricas de intensidad sísmica producto de movimiento de suelo. 
• Correlación de métricas de intensidad sísmica con variables de respuesta estructural 

Derivación de espectros de diseño sísmico 

• Espectros de respuesta elástica 
• Calculo y propiedades 

Amplitud y contenido de frecuencias 

• Influencias del tipo de suelo 
• Análisis estadístico 
• Construcción de espectro de diseño elástico 

Espectro de respuesta inelástica 

• Relaciones fuerza-deformación 
• Calculo y propiedades 
• Factor de diseño inelástico 

Simulación de acelero gramas sintéticos 

• Generación 
• Movimiento consistente con espectro de diseño 
• Metodologías consistentes con observaciones sismológicas de fuente, propagación y efectos de sitio. 

Respuesta sísmica de sistemas estructurales 

• Sistemas de varios grados de libertad 
• Análisis de edificios. Análisis no- lineal simplificado 
• Modelación 

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Ejercitación personal utilizando el software de cálculo numérico MATLAB.
• Trabajos de estudios de casos.

Estrategias Evaluativas:

• Tareas individuales: 60%
• Participación en clases: 10%
• Examen: 30%

Sigla VRA: IEG3510

Docente(s): Matías Hube

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería

Requisitos: Sin prerrequisitos 

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso: 

En este curso se describen los métodos avanzados de análisis sísmico que se utilizan para el diseño sismorresistente de estructuras, como análisis de pushover, el pushover modal y análisis tiempo historia no lineal. Los métodos no lineales se utilizan para estimar el desempeño sísmico de estructuras. 

Resultados de Aprendizaje:

• Calcular la respuesta sísmica de estructuras usando análisis modal espectral.
• Calcular la respuesta sísmica de estructuras usando análisis de pushover y pushover modal.
• Calcular la respuesta sísmica de estructuras usando análisis tiempo historia no lineal.

CONTENIDOS:

Métodos de análisis sísmico. 

• Ecuación de movimiento. 
• Aspectos de Modelación Estructural. 
• Análisis tiempo historia modal. 
• Análisis modal espectral.

Respuesta sísmica elástica de edificios 

• Contribución modal a la respuesta sísmica. 

Solución numérica de un pushover. 

Análisis inelástico estático (pushover). 

Análisis inelástico dinámico (tiempo historia no lineal).

Matriz de amortiguamiento

• Solución numérica de un tiempo historia no lineal. 

Análisis tiempo historia con desacoplamiento modal.

• Análisis pushover modal. 

Motivación del diseño sísmico basado en el desempeño (ISBD). 

• Historia de la ISBD. 
• Metodología del PEER para la estimación del desempeño. 
• Futuro del análisis y diseño sísmico basado en el desempeño. 

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Ejercitación personal utilizando el software de cálculo numérico MATLAB, Excel y el software de análisis estructural SAP2000.
• Trabajos de estudios de casos.

Estrategias Evaluativas:

• Tareas individuales: 60%
• Examen: 40%

Sigla VRA: IEG 3620

Docente(s): Cristian Sandoval

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería 

Requisitos: No tiene

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso: 

En esta asignatura teórico-practica los estudiantes diseñaran y analizaran ensayos de laboratorio y de terreno. También, se familiarizan con los distintos tipos de instrumentos y ensayos con el fin de evaluar el comportamiento de estructuras y elementos estructurales de hormigón armado, albañileria y acero. Mediante cátedras, laboratorio y estudio de casos se analizarán ensayos estáticos y cuasi-estaticos, ensayos destructivos y no destructivos, ensayos en modelos a escala reducida y a escala natural. Las evaluaciones consideran reportes a partir de ensayos realizados en laboratorio.

Resultados de Aprendizaje:

• Experimentar el funcionamiento de los equipos de medición de deformaciones y carga comúnmente utilizados en ensayos de elementos estructurales.
• Analizar los resultados obtenidos a partir de ensayos experimentales desarrollados en el Laboratorio de ingeniería Estructural.
• Contrastar hipótesis de la Resistencia de Materiales a partir de experiencias de laboratorio en elementos estructurales sometidos a flexión, corte y carga axial. 
• Evaluar ensayos de laboratorio y de terreno, destructivos y no-destructivos, para caracterizar y verificar materiales y estructuras.

CONTENIDOS: 

INTRODUCCION                                                                                                         

• ¿Por qué ensayar?
• Diseño de un ensayo estructural.

ENSAYOS ESTRUCTURALES        

• Algunas clasificaciones de ensayos.
• Componentes de un ensayo estructural (probeta, sistemas de carga, sistemas de reacción, sistemas de medición, sistemas de registro).
• Análisis dimensional

INSTRUMENTACION

• LVDT
• Bandas extensométricas
• Correlación de imágenes (DIC)

POSIBLES EXPERIENCIAS DE LABORATORIO A DESARROLLAR

• Viga IN sometida a flexión; determinación del centro de corte de un perfil C, ensayo de inestabilidad elásticas
• Ensayo de torque-tracción de pernos; ensayo de anclaje de barras en hormigón
• Ensayo de Flat Jack en albañilería
• Estrategias Metodológicas: 
• Cátedras
• Laboratorio.
• Estudio de casos.

Estrategias Evaluativas:

• Reportes: 100%

Sigla VRA: IEG 3810

Docente(s): Diego López-García

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería 

Requisitos: No tiene

Créditos: 5

Horas totales: 90 | Horas directas: 30

Horas indirectas: 60

Descripción del curso 

Introducción a los conceptos fundamentales de confiabilidad estructural y su aplicación al análisis de seguridad de sistemas estructurales simples, teniendo en cuenta el carácter aleatorio de las cargas y de las propiedades de los elementos estructurales. 

Resultados de Aprendizaje:

• Interpretar la naturaleza aleatoria del problema de seguridad estructural.
• Evaluar la probabilidad de falla de sistemas estructurales simples. 

CONTENIDOS:

Naturaleza aleatoria de cargas y propiedades estructurales.

• Descripción de los problemas de confiabilidad estructural y su importancia práctica. 

Variables aleatorias continuas. 

• Funciones de densidad de probabilidad y de probabilidad acumulada. 
• Momentos. 
• Distribuciones más comunes: uniforme, normal y lognormal. 
• Funciones de variables aleatorias. 
• Teorema del Limite Central. 

Introducción a la simulación Monte-Carlo. 

• Simulación de variables aleatorias. 
• Simulación de funciones de variables aleatorias. 
• Estimación de probabilidades mediante simulación Monte-Carlo. 
• Utilización de programas de computadora comerciales: EXCEL y MATLAB. 

Función de estado limite.

• Definición de la probabilidad de falla. Indicé de Confiabilidad. Calculo exacto del índice de confiabilidad. métodos aproximados de primer y segundo orden para el cálculo del indicé de confiabilidad. Métodos de Hasofer-Lind y Rackwitz-Fiessler. Análisis de confiabilidad mediante técnicas de simulación Monte-Carlo. 

Modelación de cargas en sistemas estructurales.

• Modelación de las propiedades geométricas y mecánicas de elementos estructurales. 

Confiabilidad estructural y códigos de diseño. 

• Cálculo de coeficientes de seguridad. 
• Calibración de códigos basados en Diseño por Resistencia. 
• Introducción al Diseño por Factores de Carga y Resistencia (Load and Resistance Factor Design, LRFD). Fundamentos y aplicaciones. 

Análisis probabilístico de amenaza sísmica: incertidumbre espacial, leyes de recurrencia y leyes de atenuación. Aplicaciones: curvas de amenaza, espectros de amenaza uniforme y de-agregación.

Estrategias Metodológicas: 

• Clases expositivas.
• Ejercitación personal utilizando el software de cálculo numérico MATLAB.
• Trabajos de estudios de casos.

Estrategias Evaluativas:

• Tareas individuales: 100%