Estructura 1 S1 2024 Paralelo 1

Asignatura(s)	Estructura 1
Año	2024
Período Académico	primero
Tipo de Curso	Ramo Lectivo
Talleres	ARQ 2º
Profesores	David Jolly
Profesor(es) Ayudante(s)	Mauricio Vegas Fernández
Estudiantes	Francisco Marquez Tapia, Macarena Cáceres Rodríguez, Constanza Mora
Carreras Relacionadas	Arquitectura

Estudiantes

Francisco Marquez Tapia

Macarena Cáceres Rodríguez

Constanza Mora

ESTRUCTURA 1

Motivación del curo

Esta Asignatura aborda la definición y resolución de sistemas estructurales co-planares. Se trata de estudiar la morfología y la resolución de lo que llamamos sistemas estructurales co-planares simples. La morfología apunta a definir cómo está formado y cuáles son los componentes de sistemas estructurales co-planares simples. Esto es ,a definir lo que llamamos elementos estructurales de un sistema ,a lo que llamamos vínculos entre elementos del sistema y a lo que llamamos apoyos del sistema. La resolución de un sistema estructural coplanar en cambio, apunta a los siguientes aspectos: a. Definición de la estabilidad o inestabilidad ; b. Definición De la estabilidad estática o hiperestática del sistema; c. Definición de las reacciones externas al sistema que se producen en los apoyos; d. Definición de los esfuerzos internos que se producen en los elementos del sistema; e. Definición de las deformaciones que se producen en los elementos del sistema.

La materia de la asignatura se conforma desde el trabajo colectivo de profesores y estudiantes, por lo que el aporte de l@s estudiantes a la discusión es fundamental para el buen funcionamiento del taller. Se espera que cada estudiante suba su encargo los dias viernes de cada semana, para así, el dia lunes podamos comentar o reflexionar sobre el trabajo propio y el de sus compañer@s.

Actitudes de Respeto y Responsabilidad Académica

Se exige una actitud de respeto y convivencia por parte de l@s estudiantes hacia sus compañer@s y profesores, ajustado al acuerdo N° 561/2017 (Reglamento disciplinar PUCV). L@s estudiantes tienen la obligación de conocer los siguientes reglamentos:

El uso de dispositivos electrónicos será restringido a fines pertinentes al desarrollo de la clase.

Se espera que l@s estudiantes generen su propia materia desde lo estudiado en el taller, por lo que se pondrá especial énfasis en detectar plagios tanto en trabajos escritos como en materialización de una forma arquitectónica.

Formato y entrega de las tareas

Las tareas deberán tener un formato de tamaño carta y la extensión necesaria para cumplir con el encargo asignado. Es fundamental que cada tarea incluya una viñeta con la siguiente información: nombre del estudiante, fecha y número de tarea.

La entrega de las tareas se realizará semanalmente a través de Wikicasipea, los días viernes hasta las 24:00 hrs. Los estudiantes podrán escanear sus tareas o subirlas directamente en formato digital es importante que estén en formato jpg para su visualización de manera inmediata en la wiki. Al final del semestre, se pedirá que los estudiantes entreguen una carpeta que contenga todas las tareas en formato físico archivadas.

Para la nomenclatura de las tareas, se utilizará el siguiente formato: Apellido Nombre 01-EST1-P1-2024

1. Registro gráfico de cada entrega (escanear o fotografiar) y publicación en WikiCasiopea:
  1. Iniciar sesión en la wiki con el respectivo usuario (crear usuario si es necesario).
  2. Clickear "+ Nuevo Objeto" (simbolo [+]) en barra superior y seleccionar el formulario de "Nueva Tarea".
  3. Escribir el título de la tarea de la siguiente manera: Apellido Nombre 01-EST1A-2023. Ejemplo: Vegas Mauricio-01-EST1-P1-2023.
  4. A continuación aparece el formulario que se debe completar ítem por ítem. Lo más importante es:
    1. En Título: Definir un título cada un@.
    2. En Número: anotar el número del encargo: 1, 2 , 3... (según corresponda).
    3. En Curso: escribir "Estructura 1 S1 2024 Paralelo 1", respetando mayúsculas, espacios y acentos (aparece automáticamente cuando empiezas a escribir). De este modo, la tarea se vincula automáticamente a la página del curso.
    4. En Alumnos: anotar el nombre de cada un@.

ENCUENTROS

Encuentro 1

11 de marzo, 2024

En la segunda clase, se profundizó en la clasificación de estructuras utilizando los conceptos del cuaderno de estructuras de Tony Hunt. Se presentaron cuatro categorías principales de estructuras, que incluyen: Cuerpos sólidos, también conocidos como monolíticos, que son estructuras hechas de un solo material que no puede ser descompuesto en piezas más pequeñas. Estructuras de superficie, que soportan principalmente compresión, pero no tracción, y son capaces de distribuir las cargas a través de la superficie en lugar de transmitirlas hacia abajo. Esqueletos, que son estructuras compuestas por elementos verticales y horizontales, como vigas y columnas, que trabajan juntos para soportar cargas. Membranas, que son materiales tensados, como lonas y telas, que se utilizan para crear estructuras tensadas, como carpas y cubiertas de estadios. Durante la clase, se explicó cómo cada una de estas categorías de estructuras se comporta bajo diferentes tipos de fuerzas, como la compresión y la tracción. Además, se presentó la ley de Hooke y el módulo de Young como herramientas para entender la elasticidad de un material. La ley de Hooke establece que la deformación producida en un material es proporcional a la fuerza aplicada. En otras palabras, si aplicamos una fuerza a un material elástico, este se reformará en una cierta cantidad, pero si la fuerza se duplica, la deformación también se duplicará. La ley de Hooke es importante porque nos permite predecir cómo un material se comportará bajo diferentes fuerzas y cómo se recuperará su forma original una vez que se elimine la fuerza.

El módulo de Young, por otro lado, es una medida de la rigidez de un material elástico. Se define como la relación entre la tensión aplicada y la deformación producida en el material. Cuanto mayor sea el módulo de Young, más rígido será el material. Esta medida es importante porque nos permite comparar la rigidez de diferentes materiales y seleccionar el más adecuado para una determinada aplicación.

En resumen, la primera clase profundizó en la clasificación de estructuras, presentando las cuatro categorías principales de estructuras y explicando cómo se comportan bajo diferentes tipos de fuerzas. Además, se presentaron herramientas como la ley de Hooke y el módulo de Young para ayudar a entender la elasticidad de los materiales.

Encargo 1

El encargo de esta semana consta de una experiencia frente al comportamiento estructural de la madera. Para ello los estudiantes deberán formar grupos de dos personas donde deberán registrar una investigación reflexiva sobre el comportamiento de la madera en relación a la orientación de sus fibras. Para realizar la actividad, se necesitan dos trozos de madera de un listón cortados en dos direcciones diferentes, uno con las fibras en sentido longitudinal y otro con las fibras en sentido transversal. Ambos trozos deben tener dimensiones de 150mm x 20mm x 5mm. (Como se indica en la imagen)

A continuación, se coloca uno de los trozos de madera en posición horizontal y se lo amarra en ambos extremos para que pueda soportar peso, cada extremo deberá estar a colocado a una profundidad de 2 cm del lugar de apoyo dejando un volado de 11 cm. Se generará una carga sobre el material para medir su resistencia. En resumen, el objetivo del informe es analizar la resistencia de las piezas, observar su comportamiento al someterlas a peso y determinar cómo se relaciona con la orientación de las fibras de la madera.

La tarea es libre en su extensión, es ideal que incluyan, fotografías, esquemas y dibujos. Es importante que consideren estos tres aspectos:

1.- Registro de cómo se hizo el experimento (pasos)
2.- Resultado de la experiencia
3.- Conclusiones

Encuentro 2

18 de marzo, 2023

Durante la sesión, se enfatizó en los conceptos fundamentales de la ingeniería estructural y se explicó la distinción entre estructuras y mecanismos. Se definió la estructura como un sistema de elementos interconectados que trabajan en conjunto para sostener cargas y mantener su forma, mientras que un mecanismo se refiere a un sistema de elementos interconectados que trabajan en conjunto para llevar a cabo un movimiento o una tarea específica.

Además, se examinaron temas como la resistencia de materiales y se evaluaron diversos tipos de estructuras y cómo el tipo de apoyo y vínculo afecta su comportamiento bajo cargas y esfuerzos.

La relación entre los diferentes tipos de apoyo y vínculo y los elementos estructurales es crucial para asegurar la estabilidad de la estructura. Los apoyos son los puntos en los que la estructura está en contacto con el suelo o con otro elemento de soporte, mientras que los vínculos son los puntos en los que los elementos estructurales se conectan entre sí. La selección de los puntos de apoyo y los vínculos adecuados dependerá del tipo de carga que se espera que soporte la estructura, así como de la forma en que se distribuyen y el sentido de estas cargas. Los apoyos pueden ser empotrados (fundados) o rotulados (rótulas).

Encargo 2

Diseñar y construir una estructura de 90 cm. de alto con bombillas (pajilla) y alfileres en las uniones (Se recomienda doblar el extremo del alfiler luego de vincular los popotes). Una vez construida se pondrá a prueba su resistencia, para esto se las deben aplicar un peso de 500 gramos en la parte superior de la estructura.

Se debe realizar un informe que registre la experiencia relacionando los conceptos vistos en clases con lo experimentado. Incluir fotos, esquemas, reflexiones y conclusiones, etc. Extensión libre.

Encuentro 3

25 de marzo, 2024

Durante la clase, se realizó una exposición por parte de todos los estudiantes sobre los trabajos realizados. Cada uno de ellos colocó el peso de 500gr sobre su estructura para comprobar si esta soportaba la carga de manera estructurada y no se convertía en un mecanismo. El desempeño del curso fue destacable, ya que ninguna estructura llegó a colapsar. Durante la sesión, se hicieron varias acotaciones y recomendaciones sobre los puntos de apoyo y la construcción de los planos de las estructuras, haciendo principal hincapié en la distribución de las cargas y cómo estas se transmiten hasta el suelo (base).

En la clase teórica se presentó de manera breve el principio de cómo funciona una viga en voladizo, mostrando la estructura elemental que la compone e indicando la distribución de sus fuerzas correspondientes a la tracción y a la compresión, representadas con un cable y una barra respectivamente.

Encargo 3

Para el encargo, las mismas parejas deberían construir la viga presentada en clase (con hilos y barras), donde el largo de la viga deberá ser como mínimo a 4 veces su alma. Para ello, la construcción es totalmente libre en tamaño, considerando siempre una escala oportuna para poder trabajar y construir.

El encargo además debe ir acompañado por láminas en formato carta que dejen registro de la experiencia y construcción del encargo realizado.

Encuentro 4

08 de abril, 2024

Se llevó a cabo una revisión de las maquetas creadas por los alumnos. Durante la revisión, se enfatizó que era crucial que los diferentes elementos estuvieran conectados de manera 'articulada'. Esto implica que la estructura debía ser capaz de sostenerse por sí misma sin necesidad de pegamento y que debía tener puntos de tensión y contracción para soportar peso.

En cuanto a materia, en esta clase se presentó el concepto de Estructura Estereométrica: también llamada placa espacial, corresponde a la disposición tridimensional de los elementos estructurales en un sistema constructivo. Estas estructuras son utilizadas para diseñar y construir sistemas sólidos y estables que puedan soportar cargas y fuerzas aplicadas. Generalmente construidas en acero, otra particularidad que tienen es que son capaces de cubrir grandes espacios a través de su geometría.

Las pirámides y tetraedros se utilizan como elementos estructurales básicos en sistemas de tramas espaciales. Estas estructuras se componen de barras o vigas conectadas en forma de pirámides o tetraedros para formar una estructura tridimensional rígida. Esto proporciona estabilidad y resistencia al sistema.

Encargo 4

Estudiar los distintos sistemas constructivos estereométricos centrándose en la unión/nodo de sus vértices ¿como se conecta cada elemento a dicho nodo?, teniendo claro el abanico de posibilidades elegir uno de esos sistemas para construirlo. Solo se debe construir la unión y no la estructura completa. La escala y la materialidad son libres y dependerá de la comodidad para trabajar dicho modelo.

BIBLIOGRAFÍA

Tony Hunt, Structures Notebook
J.E. Gordon, Estructuras: O Por Que Las Cosas No Se Caen
J.E. Gordon, La nueva ciencia de los materiales
Juan Ignacio Baixas Figueras, Forma Resistente

TAREAS

Tarea 1

Tarea 2

Tarea 3

Tarea 4

Tarea 5

Tarea 6

Tarea 7

Tarea 8

Tarea 9