Objetivos y Programa
consideraciones generales
El curso de Estabilidad de las Construcciones I corresponde al segundo año de la carrera de Arquitecto, y es el primero de tres cursos de Estabilidad de las Construcciones. Está ubicado al comienzo de un ciclo en que predomina lo analítico en lo que refiere a la rama de las estabilidades. Previo a este curso se dicta el de Arquitectura y Tecnología, donde la problemática estructural se plantea integrada a lo tecnológico en general y al pensamiento arquitectónico global.
Como objetivo general de los cursos de Estabilidad de las Construcciones se propone lograr que el estudiante sea capaz de integrar creativamente el saber tecnológico en el total del saber arquitectónico dando respuestas integrales en su labor profesional. No se pretende formar arquitectos especialistas en diseño de estructuras, pero sí que el arquitecto sea capaz de resolver, si el medio en que actúa lo requiere, los casos sencillos y habituales. En todos los casos deberá ser capaz de proponer la estructura con un nivel de definición de anteproyecto, deberá estar en condiciones de dialogar con el especialista y realizar una dirección de obra con conocimiento cabal de las razones que sustentan la solución adoptada.
La semestralización significó una reducción importante en el espacio dedicado a la enseñanza de las Estabilidades de las Construcciones. El nuevo plan a pesar de que define un perfil del egresado similar, y una responsabilidad ética y civil también semejante a la del anterior plan, consolida y avanza en la reducción de horas dedicadas a las Estabilidades de las Construcciones en el ciclo básico. Sin embargo la apertura de opcionales, crea el espacio para profundizar en la rama con el carácter opcional referido. Esto obliga a que los tres cursos de Estabilidad de las Construcciones (que permanecen en el primer ciclo) cubran los objetivos básicos esenciales. En esta situación, y considerando que el sistema de previaturas hará que Estabilidad de las Construcciones I constituya el bagaje único en la rama de las estabilidades para los primeros anteproyectos, la asignatura debe dar una visión que aunque con baja complejidad, logre cerrar una visión de cierta generalidad como apoyo al trabajo del alumno en el Taller.
Con relación al curso de la década de los 90 se producen algunas variantes:
1. Se elimina la consideracion de la cuarta familia estructural (membranas y cáscaras)
2. Se defina un marco permanente de analisis, el anteproyecto, lo que influye en los énfasis para cada uno de los temas
3. Se reduce el tiempo dedicado al tratamiento del material hormigón armado
4. Se introduce un trabajo final de análisis crítico de la génesis de una estructura en el marco de la génesis del anteproyecto
La propuesta se basa en las líneas rectoras de la historia reciente (en particular, década de los 90) , recoge la experiencia de transformaciones de los últimos años, y realiza una puesta a punto de cara al nuevo plan.
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Que el alumno adquiera conceptos esenciales, arquitectónicos – tecnológico – estructurales, y herramientas básicas, arquitectónicas-tecnológico-estructurales para un enriquecimiento del pensamiento arquitectónico – visto desde el plano tecnológico -, en el marco del anteproyecto arquitectónico.
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Que el estudiante logre una visualización primaria de la teoría del análisis estructural.
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Crear en el estudiante las bases conceptuales y de habilidades, para el cursado de Estabilidad de las Construcciones II, y de las asignaturas de las otras ramas del área tecnológica en lo que refiere a la estabilidad de las estructuras.
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Que se comprenda la esencia del por qué de las formas estructurales y de los
dispositivos estructurales correspondientes y de las características y posibilidades de los materiales estructurales fundamentales en el marco de un pensamiento arquitectónico único, y para tres familias estructurales (estructuras traccionadas o de cables, estructuras reticuladas-trianguladas y estructuras aporticadas). -
Desarrollar habilidades en el análisis y diseño estructural en el marco de
estructuras analizables como isostáticas o de sistemas de losas, vigas continuas,
pilar, para el anteproyecto de arquitectura.
La aproximación a los temas se realiza por pasajes sucesivos de lo concreto a lo abstracto.
A partir de la observación de casos concretos se pasa al análisis en el plano abstracto. De esta manera la teoría aparece luego de planteado el problema a partir de la observación, regresándose luego a lo concreto en un plano mas elevado que permite el análisis crítico. Se logrará que la perspectiva permanente del pensamiento arquitectónico como un todo, y la relación sostenida con lo concreto no impida la visualización de la teoría del análisis estructural en su unidad, y viceversa.
didácticas particulares
Teniendo en cuenta que el estudiante no tiene cursada matemática necesariamente, hay que realizar un apoyo en esa área, para lo que se dedica un pequeño espacio de tiempo para poner a punto algunas herramientas y conceptos en la primera etapa del curso, luego se introducen elementos necesarios en el momento que ello resulta conveniente.
Se trabaja en dos modalidades, curso reglamentado y estudiante libre.
Se atiende a los estudiantes libres en la misma modalidad didáctica que los reglamentados, aunque la evaluación en el primer caso consiste exclusivamente en un examen tradicional que no logrará evaluar el conjunto de los objetivos del curso, como se logra con los estudiantes reglamentados, con los métodos que explicamos a continuación.
Se combinan las clases expositivas con el trabajo en equipos menores. Los trabajos de los equipos incorporan los contenidos teóricos como tales en su manifestación particular en cada objeto de estudio, explícitamente, evitando la división teórico – práctica que puede luego manifestarse negativamente en los aprendizajes. Se plantea una evaluación combinada en que se realizan dos evaluaciones escritas síntesis de una parte del curso en el primer caso y de una segunda parte en el caso de la segunda evaluación. Se trabaja con los equipos con diversas herramientas didácticas en el manejo de los grupos, con etapas culminantes intermedias en cada una de las dos evaluaciones referidas.
Se realiza un trabajo final sobre el análisis crítico de la génesis de la estructura en el proceso de proyecto, en un caso particular de obra realizada. Este trabajo se apoya en los insumos que generan el trabajo de los equipos y culmina con una presentación de las conclusiones de los diferentes equipos. Para el juicio final se cuenta con una evaluación de los resultados de este trabajo más las dos evaluaciones referidas anteriormente. Se incorpora un juicio de actuación de cada estudiante a lo largo del curso. El sistema de evaluación se realiza con flexibilidad, de forma de introducir variantes adecuadas a cada situación, por ejemplo, se realiza trabajos especiales evaluados, escritos u orales sobre temas específicos que las evaluaciones parciales muestran como deficitarios. Esto puede suceder como resultado del análisis de los resultados de la primera evaluación, de la segunda o al terminar el curso, y en este último caso se instrumenta una evaluación de “recuperación” para subsanar déficits parciales identificables claramente.
Ante cada evaluación existe un apoyo didáctico específico a la situación particular.
estructuración
El curso se organiza desde el punto de vista de los contenidos, a partir del análisis del comportamiento y del diseño de los distintos tipos estructurales con relación al espacio que ellos permiten, de la respuesta de los materiales, y de las disposiciones constructivas resultantes. Se refiere el análisis a la relación entre comportamiento estructural y forma, y se instrumenta una formación orientada hacia el diseño (diseño concebido desde la ideación primaria, hasta la materialización).
Estos objetivos se van abarcando a través del análisis de tres familias estructurales: 1- aquellas en que la unidad funcional básica es el cable, 2- el tipo estructural de reticulados de barras articuladas – como modelo – (cerchas), y 3- familia estructural de losas, vigas y pórticos. Esto nos sitúa en modelo de comportamiento de tracción simple, en el primer caso, tracción y compresión simple en el segundo caso, y flexión o flexión compuesta en el tercero. El análisis se hace para materiales analizables con modelo homogéneo, continuo e isótropo, en su mayor parte, con especial referencia al acero. Se realiza el análisis para el material hormigón armado, con carácter introductorio y de forma de dejar los elementos para el análisis a nivel anteproyecto, consolidados.
La herramienta fundamental de análisis es el estudio del equilibrio, y por lo tanto, el curso transcurre fundamentalmente en el marco de estructuras analizables con esquema isostático. Se analizan vigas hiperestáticas en los casos más sencillos y se generaliza intuitivamente al análisis de vigas continuas.
El Hormigón armado se trata con cierta profundidad en cuanto a sus conceptos primarios, generales, se trata a nivel anteproyecto en cuanto al análisis del comportamiento de vigas, vigas continuas, pilares en compresión simple y losas.
El curso se programa para ser realizado mediante 26 (aproximadamente) clases expositivas, combinadas con talleres de trabajo por equipos formados por 8 alumnos como promedio, y atendido cada grupo por un docente.
etapas
Se pueden identificar cuatro etapas en el desarrollo del curso
1ª etapa: CONCEPTOS BÁSICOS PRIMARIOS.
En esta etapa se presenta el curso y las definiciones y conceptos esenciales, culmina con el concepto de “equilibrio estable de una estructura”, y “solicitaciones en puntos de la estructura” pasando por los conceptos de “modelos” y “esquemas estructurales”. Simultaneamente en esta etapa se recrean herramientas fisico-matemáticas necesarias.
2ª etapa: DOS TIPOS ESTRUCTURALES.
Se analizan las estructuras asimilables a funiculares o antifuniculares y luego la familia de reticulados triangulados.
Se las analiza desde el punto de vista de los espacios que permiten, desde el punto de vista de las características arquitectónicas que le imponen al diseño, y todo ello a partir de la compresión del funcionamiento estructural y de las características del diseño de la estructura globalmente considerada y del diseño de las secciones en compresión o tracción simple en el caso de materiales homogéneos. Al final de esta segunda etapa se realiza la primera evaluación.
3ª etapa: TERCER TIPO ESTRUCTURAL.
Se analiza los tipo estructurales en que aparece la flexión de la unidad funcional, (vigas y pórticos), analizado para material modelizado como continuo, homogéneo e isótropo. Al finalizar esta etapa se realiza la segunda evaluación.
4ª etapa: HORMIGÓN ARMADO Y ANÁLISIS DE LA GÉNESIS DE UNA ESTRUCTURA EN EL CASO CONCRETO DE UNA OBRA REALIZADA.
En esta etapa se presenta el tema hormigón armado y el trabajo final, siendo dos aspectos diferentes, se trabaja parcialmente en forma simultánea con los dos, y en el trabajo final se evalúa el tema hormigón armado aunque no es ese él objetivo central del mismo.
Esta etapa culmina con una presentación por parte de cada equipo en presencia del grupo, con un debate que colectiviza cada experiencia.
1.Dedicación horaria:
26 clases expositivas , 20 de trabajo de los equipos con atención docente, se estima en 80 horas de trabajo individual o en equipo de cada alumno.
2.sobre el trabajo final:
Esta última etapa constituye un eslabón fundamental en la prosecución de los objetivos centrales del curso, y consideramos conveniente detenernos en este punto, para ello transcribimos parcialmente una publicación de la cátedra sobre el punto:
CRONOGRAMA DE CLASES TEÓRICAS
Clase Nº
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TÍTULO DE LA CLASE
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1
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Presentación del curso |
2
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Algebra vectorial y principios de la estática |
3
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Modelos Estructurales |
4
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Equilibrio estático |
5
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Solicitaciones y Llínea de Presiones |
6
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Primer Tipo Estructural, Presentación de la Familia, El Cable, Diseño de secciones en Tración Simple
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7
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Funiculares Condicionadas y Equilibrio Estable como concepto general |
8
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Estabilización de la Forma y características de los espacios y las formas asociadas al Primer Tipo Estructural. relación entre Funcionamiento Estructural y Forma en la Primera Familia Estructural. |
9
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Elementos de Matemáticas
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10
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Presentación de la Segunda Familia. Reticulados. Hipótesis, Modelo, Método de los Nudos. |
11
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Métodos de determinación de los Esfuerzos en las Barras |
12
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Diseño de barras en compresión simple. Características de los espacios y las formas asociadas al segundo tipo estructural. Relación entre el funcionamiento estructural y la forma en la Segunda Familia Estructural. |
13
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Síntesis. Equilibrio Estable, Modelos, Solicitaciones, Línea de Presiones, Funiculares y Antifuniculares, Solicitaciones en Cables y Barras de los reticulados, Estado tensional en Tracción simple y en Compresión simple para materiales homogéneos. |
Primera evaluación | |
14
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Presentación de la Tercera Familia. La viga, modelo didáctico sobre estado tensional en la viga. |
15
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Solicitaciones en vigas Relación entre la carga, la solicitación “Cortante” y la solicitación “Momento Flector” |
16
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Efecto de la continuidad sobre las solicitaciones en el caso de vigas con ménsula, y de los estados de carga. |
17
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Ecuación diferencial de la viga, tensiones normales, deformación |
18
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Tensiones tangenciales, síntesis del estado tensional en flexión, diseño de secciones para materiales homogéneos |
19
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Pórticos biarticulados, solicitaciones, línea de presiones, diseño |
20
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Pórticos triarticulados, solicitaciones, línea de presiones, diseño |
21
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Secciones en compresión simple y en flexión compuesta. Ecuación diferencial de la barra en situación de pandeo, flexión compuesta para materiales homogéneos, diseño. |
22
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Relación entre forma y funcionamiento estructural en el caso de la tercera familia. Síntesis. |
Segunda evaluación | |
23
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Vigas contínuas en materiales homogéneos |
24
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Hormigón armado, principios básicos. Diseño de la sección en flexión simple (Anteproyecto) |
25
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Vigas contínuas y losas en hormigón armado (Anteproyecto) |
26
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Pilares en hormigón armado (Anteproyecto) |
Trabajo Final Presentación de las exposiciones y discusión: “génesis de una estructura- estudio crítico”, en el caso de una obra de arquitectura realizada |
BIBLIOGRAFÍA
RAZÓN Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES. – E. Torroja | |
ESTRUCTURAS PARA ARQUITECTOS. – Salvadori y Séller. | |
FORMAS ESTRUCTURALES EN LA ARQUITECTURA MODERNA. – C. Siegel. | |
LA ESTRUCTURA. – H. Rosenthal | |
EL ESTUDIO DE LAS ESTRUCTURAS. – H. Rosenthal | |
ESTÁTICA APLICADA. – R. Saliger | |
LECCIONES DE ESTÁTICA GRÁFICA. – H. Meoli | |
ESTABILIDAD I. – E. Fliess | |
ESTÁTICA APLICADA. – F. de Medina | |
TEORÍA ELEMENTAL DE ESTRUCTURAS. – Wang y Eckel | |
ESTRUCTURAS – F. Engels | |
FICHA N° 0 – Modelos – Cátedra de Estabilidad 1 | |
FICHA N° 1 – Elementos para el equilibrio de un sistema de fuerzas.- Cátedra de Estabilidad 1 | |
FICHA N° 2 – Hormigón Armado. – Cátedra de Estabilidad 1 | |
FICHA N° 3 – Estructuras Reticuladas. – Cátedra de Estabilidad 1 | |
FICHA N° 4 – Piezas sometidas a Compresión. – Cátedra de Estabilidad 1 | |
FICHA – Estructuras Traccionadas.- Cátedra de Estabilidad 1 |
Publicado por Magdalena Deambrosi | 17 de febrero de 2012 - 12:34 | Actualizado: 22 de febrero de 2012 - 16:21 | PDF