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Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 1 Construcción Rural 2 Ing. Civil Raúl Prado Paucay GUÍA DE ESTUDIOS CARRERA: Tecnología Superior en Agroecología NIVEL: Tecnológico TIPO DE CARRERA: Tradicional NOMBRE DE LA SIGNATURA: Construcción Rural CÓD. ASIGNATURA: PRS3CR3 PRE – REQUISITO: Matemática-Física CO – REQUISITO: Ninguno TOTAL HORAS: Teoría 35 Práctica 36 Trabajo independiente 42 SEMESTRE: TERCERO PERIODO ACADÉMICO: Mayo – Octubre 2020 (IPA2020) MODALIDAD: Presencial DOCENTE RESPONSABLE: Ing. Civil Raúl Prado Paucay Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 3 ÍNDICE PRESENTACIÓN ....................................................................................................... 5 SYLLABUS DE LA ASIGNATURA ............................................................................. 6 ORIENTACIONES PARA EL USO DE LA GUÍA DE ESTUDIOS ............................. 18 INSTRUCCIONES PARA EL APRENDIZAJE .......................................................... 19 BIENVENIDOS ........................................................................................................ 20 DESARROLLO DE ACTIVIDADES .......................................................................... 21 Unidad Didáctica I: Conceptos Básicos ............................................................ 21 Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica I:................................................ 22 Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica I:................................................ 23 Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica I:................................................ 24 Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica I:................................................ 25 Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica I:................................................ 26 Actividad de Aprendizaje 6 de la Unidad Didáctica I:................................................ 27 Actividad de Aprendizaje 7 de la Unidad Didáctica I:................................................ 29 Actividad de Aprendizaje 8 de la Unidad Didáctica I:................................................ 30 Actividad de Aprendizaje 9 de la Unidad Didáctica I:................................................ 32 Actividad de Aprendizaje 10 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 34 Actividad de Aprendizaje 11 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 36 Actividad de Aprendizaje 12 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 37 Actividad de Aprendizaje 13 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 38 Actividad de Aprendizaje 14 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 40 Actividad de Aprendizaje15 de la Unidad Didáctica I:............................................... 44 Actividad de Aprendizaje 16 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 50 Actividad de Aprendizaje 17 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 54 Actividad de Aprendizaje 18 de la Unidad Didáctica I:.............................................. 54 DESARROLLO DE ACTIVIDADES .......................................................................... 55 Unidad Didáctica II: Materiales de construcción .............................................. 55 Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica II:............................................... 56 Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica II:............................................... 59 Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica II:............................................... 61 Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica II................................................ 64 Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 64 DESARROLLO DE ACTIVIDADES .......................................................................... 65 Construcción Rural 4 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Unidad Didáctica III: Elementos de la construcción ......................................... 65 Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 66 Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 74 Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 87 Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 90 Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 90 Actividad de Aprendizaje 6 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 94 Actividad de Aprendizaje 7 de la Unidad Didáctica III............................................... 96 Actividad de Aprendizaje 8 de la Unidad Didáctica III:.............................................. 98 Actividad de Aprendizaje 9 de la Unidad Didáctica III............................................. 101 Actividad de Aprendizaje 10 de la Unidad Didáctica III: .......................................... 102 DESARROLLO DE ACTIVIDADES ........................................................................ 103 Unidad Didáctica IV: Clases de construcción según su finalidad ................. 103 Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 104 Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 105 Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 106 Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 108 Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 109 Actividad de Aprendizaje 6 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 112 Actividad de Aprendizaje 7 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 116 Actividad de Aprendizaje 8 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 117 Actividad de Aprendizaje 9 de la Unidad Didáctica IV: ........................................... 118 DESARROLLO DE ACTIVIDADES ........................................................................ 119 Unidad Didáctica V: Otras construcciones. .................................................... 119 Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica V: ............................................ 120 Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica V: ............................................ 127 Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica V: ............................................ 134 Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica V: ............................................ 134 Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica V: ............................................ 136 DESARROLLO DE ACTIVIDADES ........................................................................ 137 Unidad Didáctica VI: Proyecto de construcción ............................................. 137 Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica VI: ........................................... 138 Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica VI: ........................................... 140 Construcción RuralIng. Civil Raúl Prado Paucay 5 Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica VI: ........................................... 142 Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica VI: ........................................... 142 Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica VI: ........................................... 142 PRESENTACIÓN En la construcción de las viviendas, granjas agrícolas y pecuarias, desde los cimientos hasta la superestructura, se manejan una serie de conceptos y terminología que nuestra asignatura tiene el objetivo de darte a conocer. Es interesante diferenciar las construcciones rurales observando la utilidad. Esta asignatura de construcción rural está concebida en el sentido de poner las instalaciones al alcance de todos los campesinos y ganaderos. Construcción Rural 6 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Dado el carácter práctico de la obra, se prescinde en ella de las etapas de estudio propias de los teóricos y técnicos de la construcción, procurando llegar inmediatamente a los resultados o a la formulación de reglas prácticas de aplicación, agrupadas sistemáticamente. El carácter peculiar de las construcciones rurales consiste en su simplicidad, que se traduce en la utilización de los materiales que se encuentran más a mano y en el aprovechamiento de mano de obra campesina no especializada en la construcción. El plan, según el cual desarrollaremos el presente trabajo, abarca los siguientes tipos de obras: Edificaciones agrícolas: almacenes de cosecha, abonos, insecticidas, pesticidas y otros insumos. Edificaciones pecuarias: albergues de ganado y las especies menores (aves, patos, caballos, etc.), establos, galpones, apiarios y estanques. Viviendas rurales o campesinas: se incluyen también aquí las edificaciones que conforman el equipamiento comunitario de los asentamientos rurales. Esta guía de estudio pretende catalogar información básica para facilitar el desarrollo de labores administrativos y de supervisor que conciernan a la construcción y el mantenimiento de un grupo selecto de obras usadas habitualmente en nuestros campos. Además se centra en presentar ordenadamente normas y especificaciones de gran utilidad, que permitan describir y evaluar la calidad de algunas obras agropecuarias de gran interés SYLLABUS DE LA ASIGNATURA I. DATOS INFORMATIVOS CARRERA: Tecnología Superior en Agroecología NIVEL: Tecnológico TIPO DE CARRERA: Tradicional NOMBRE DE LA SIGNATURA: Construcción Rural CÓD. ASIGNATURA: PRS3CR3 PRE – REQUISITO: Matemáticas - Física CO – REQUISITO: Ninguna. # CRÉDITOS: No aplica TOTAL HORAS: 113 ORGANIZACIÓN DE APRENDIZAJES Componente Docencia: 35 horas Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 7 POR MODALIDAD, NUMERO DE HORAS Componente de Practicas de Aprendizaje: 36 horas DESTINADAS A CADA COMPONENTE. Componentes de Aprendizaje Autónomo: 42 horas SEMESTRE: Tercero “A” PERIODO ACADÉMICO: Mayo – Octubre 2020 (IPA2020) DOCENTE RESPONSABLE: Ing. Civil Raúl Prado Paucay II. FUNDAMENTACIÓN El curso de Construcciones Rurales permite a los estudiantes planear, diseñar y dirigir la construcción de obras de infraestructura básicas para el desarrollo de fincas agropecuarias, como son: galpones avícolas, porcinos, establos, graneros, silos forrajeros, viveros, invernaderos, hangares, etc. La orientación didáctica del curso es hacia la consecución del diseño funcional y la dirección eficiente de las construcciones aplicando los principios técnicos de la ingeniería, plasmados en un adecuado dimensionamiento, distribución de espacios, ubicación de instalaciones y orientación de las construcciones acorde con las necesidades y requerimientos de las diferentes especies vegetales y animales de la explotación agropecuaria El objeto de estudio de construcción rural tiene como pilar fundamental el mejoramiento sostenido de las estructuras y clases de construcciones agrícolas y pecuarias. El objetivo general de la asignatura es planear, diseñar estructuras agroindustriales como invernaderos, galpones, instalaciones de alojamiento animal, almacenamiento de productos agrícolas y también de vivienda rural con materiales de su entorno y respondiendo a las limitaciones naturales en el que se incluye clima , vegetación, para su conservación del medio ambiente.. III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar los diferentes elementos, procesos y materiales que se utilizan en la construcción rural y las fuerzas que actúan sobre ellas, mediante enunciados, leyes físicas y la normativa legal para una eficiente edificación. Establecer las diferentes características y propiedades de los materiales convencionales destinados a la construcción agroindustrial, buscando dotar a esta de condiciones necesarias para una eficiente utilización. Presentar los diferentes procesos constructivos, fundamentales mediante una planificación de cronogramas, presupuestos y planos para la construcción de ambientes agropecuarias e infraestructuras rurales. Construcción Rural 8 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Planear los diferentes tipos de edificios rurales, destinados al alojamiento de especies menores, silos e invernaderos, buscando dotar a esta, de condiciones necesarias para una eficiente producción. Diseñar habilidades técnicas en las instalaciones hidrosanitarias mediante la observación y práctica, durante el proceso constructivo de las instalaciones agropecuarias. Ejecutar planos arquitectónicos y estructurales básicos a escala (Incluyendo maqueta), proyectos específicos de construcciones agrícolas y pecuarias IV. CONTENIDOS Sistema General de conocimientos Unidad I.- Conceptos básicos Unidad II.- Materiales de la construcción Unidad III.- Elementos de la construcción Unidad IV.- Clases de construcciones según su finalidad Unidad V.- Otras construcciones Unidad VI. - Proyecto de construcción Sistema General de Habilidades Unidad I.- Identificar los diferentes elementos, procesos y materiales que se utilizan en la construcción rural. Unidad II.- Establecer las características y propiedades de los materiales destinados a la construcción agroindustrial. Unidad III.- Presentar los diferentes procesos constructivos, fundamentales mediante una planificación. Unidad IV.- Planear los diferentes tipos de edificios rurales, destinados al alojamiento de especies menores, silos e invernaderos. Unidad V.- Diseñar habilidades técnicas en las instalaciones hidrosanitarias mediante la práctica. Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 9 Unidad VI. - Ejecutar planos arquitectónicos y estructurales básicos a escala (Incluyendo maqueta). Sistema General de Valores Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo. V. PLAN TEMÁTICO DESARROLLO DEL PROCESO CON TIEMPO EN HORAS TEMAS DE LA ASIGNATURA C CP S CE T L E THP TI THA Conceptos básicos. 2 1 1 - - - 1 5 9 14 Materiales de la construcción 1 7 1 1 1 - 1 12 8 20 Elementos de la construcción 1 7 1 1 1 1 12 6 18 Clases de construcciones 1 7 1 1 1 - 1 12 10 22 Otras construcciones 1 6 1 1 1 - 1 11 6 17 Proyecto de construcción 1 3 3 1 8 12 20 EXAMEN FINAL 2 2 2 Total de horas 7 31 5 4 5 - 8 62 51 113 Nomenclatura: C – Conferencias. S – Seminarios. CP – Clases prácticas. CE – Clase encuentro. T – Taller. L – Laboratorio. E - Evaluación. THP – Total de horas presenciales. TI – Trabajo independiente. THA – Totalde horas de la asignatura. VI. SISTEMA DE CONTENIDOS POR UNIDADES DIDÁCTICAS Unidad I: Conceptos Básicos Construcción Rural 10 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Objetivo: Identificar los diferentes, elementos, procesos y materiales que se utilizan en la construcción rural y las fuerzas que actúan sobre ellas mediante enunciados, leyes físicas y la normativa legal, para una eficiente edificación. Sistema de conocimientos Sistema de habilidades Sistema de Valores Introducción. Diferencia entre construcciones agrícolas y pecuarias. Características de las construcciones. Emplazamiento y Orientación de las construcciones agropecuarias. Plan general para proyectar construcciones agropecuarias Identificar la importancia y los conceptos básicos de construcción rural. Comprender las diferencias entre construcciones agrícolas y pecuarias. Conocer las características principales que debe cumplir una construcción. Analizar las acciones como paso previo al diseño estructural. Aplicar la normativa NEC-15, en las construcciones agropecuarias. Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo Unidad II: Materiales de construcción. Objetivo: Establecer las diferentes características y propiedades de los materiales convencionales destinados a la construcción agroindustrial, buscando dotar a esta de condiciones necesarias para una eficiente utilización. Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 11 Sistema de conocimientos Sistema de habilidades Sistema de Valores Gravas, arenas, arcillas, calizas Cemento, cementina, fibrocemento, morteros, hierro, hormigones, maderas, aluminio, vidrio, pinturas, materiales plásticos. Ladrillos, bloques, azulejos, tejas, piezas cerámicas. Conductores eléctricos. Costo económico de los materiales de construcción Comparar las características y propiedades físicas de los materiales naturales. Reconocer los diferentes materiales para albañilería. Diferenciar los costos de los materiales procesados. Conocer los conductores eléctricos como el cobre. Determinar los costos de materiales naturales, artificiales e industriales. Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo Unidad III: Elementos de la construcción. Objetivo: Presentar los diferentes procesos constructivos, fundamentales mediante una planificación de cronogramas, presupuestos y planos para la construcción de ambientes agropecuarias e infraestructuras rurales. Sistema de conocimientos Sistema de habilidades Sistema de Valores Cimientos, pilares, vigas, pisos, techos, escaleras, puertas, ventanas. Instalaciones eléctricas, de agua potable, de aguas lluvias, de aguas servidas, de teléfono Costo económico de los elementos constructivos Reconocer los elementos estructurales. Interpretar los diseños hidrosanitarios y eléctricos. Determinar su costo económico en cuanto lo estructural. Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo Construcción Rural 12 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Sistema de conocimientos Sistema de habilidades Sistema de Valores Unidad IV: Clases de construcciones, según su finalidad. Objetivo: Planear los diferentes tipos de edificios rurales, destinados al alojamiento de especies menores, silos e invernaderos, buscando dotar a esta, de condiciones necesarias para una eficiente producción. Sistema de conocimientos Sistema de habilidades Sistema de Valores Casa-hacienda (Finca). Construcciones para alojamiento animal: Planteles avícolas, porquerizas, establos. Construcciones para limpiar, secar y almacenar cosechas: Tendales, graneros, silos Construcciones para almacenar forraje: forrajeros, heniles Conocer las características de una finca. Desarrollar los procesos constructivos de granjas pecuarias. Desarrollar los procesos constructivos de instalaciones agrícolas. . Identificar los procesos constructivos de bodegas de almacenamiento. Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo Unidad V: Otras construcciones Objetivo: Diseñar habilidades técnicas de las instalaciones hidrosanitarias mediante la observación y práctica, durante el proceso constructivo en las instalaciones agropecuarias. Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 13 Sistema de conocimiento Sistema de habilidades Sistema de Valores Cercas, Pozos y ductos de agua, puentes de madera Desarrollar las técnicas de infraestructuras de canalización. Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo Unidad VI: Proyecto de construcciones. Objetivo: Ejecutar planos arquitectónicos y estructurales básicos a escala (Incluyendo maqueta), proyectos específicos de construcciones agrícolas y pecuarias Sistema de conocimientos Sistema de habilidades Sistema de Valores Planear, diseñar y ejecutar a escala (Incluyendo planos y maqueta), proyectos específicos de construcciones agrícolas y pecuarias Desarrollar planos, cronogramas y presupuesto. . Compromiso al desarrollar el trabajo autónomo y cooperativo. Humildad al compartir las ideas en el aula y en el trabajo en equipo VII. ORIENTACIONES METODOLÓGICAS Y DE ORGANIZACIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura se imparte en cuatro horas semanales. En cada clase se presentará el tema y el objetivo con la habilidad que se espera alcanzar. Cada estudiante se anticipará revisando los temas propuestos en cada unidad, de manera que se pueda establecer un intercambio de opiniones sobre los temas tratados. La puntualidad a las sesiones de trabajo es de vital importancia, por ello se pasará lista al iniciar la clase. Toda la asignatura se puede revisar en el texto base y en la bibliografía complementaria. Sin embargo, para guardar un histórico de las sesiones de trabajo, el estudiante deberá documentar todas las actividades de aprendizaje mediante un portafolio. Construcción Rural 14 Ing. Civil Raúl Prado Paucay La asignatura contará con: clases tipo conferencia para explicar los fundamentos teóricos, talleres individuales y grupales como refuerzo de actividades, clases prácticas para desarrollar en el aula ejercicios referentes a la asignatura. Los métodos apropiados en la asignatura serán, activos, cooperativos y participativos. Entre las técnicas que más se usarán están: Solución de problemas, generación de ideas, participación activa. Las tareas y foros serán enviadas por el entorno virtual AMAUTA, cada semana para investigar los contenidos científicos desarrollados en el proceso de aprendizaje, contribuyendo con la conservación del medio ambiente (ahorro de papel). La asignatura se desarrollará en seis unidades, estimulando la participación activa de los estudiantes mediante tareas, talleres, trabajos investigativos, test de autoevaluación. Los estudiantes se organizarán en grupos para realizar un proyecto integrador de investigación relacionadas a una problemática en el área de construcción de estructuras agropecuarias. Al finalizar cadaunidad se medirá los conocimientos del estudiante mediante una evaluación escrita y/o práctica. VIII. RECURSOS DIDÁCTICOS Básicos: Marcadores, borrador, pizarra de tiza líquida. Técnicos: documentos técnicos de apoyo. Audiovisuales: Computador, proyector y parlantes. IX. SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA La evaluación se hará de acuerdo al Reglamento de Evaluación del Instituto y el cronograma establecido para el semestre. Adicionalmente, la evaluación será diagnóstica, formativa y sumativa, con antelación terminada en las clases, presentación de informes escritos como producto de investigaciones bibliográficas considerándolas necesarias y complementarias para una valoración global y objetiva de lo que ocurre en la situación de enseñanza y aprendizaje. Los estudiantes serán evaluados con los siguientes parámetros, considerando que la calificación final de la asignatura está dada por un examen final que corresponde al 30% de la valoración total, el restante 70% se lo debe distribuir de acuerdo a los demás Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 15 parámetros, considerando que por cada parcial se debe rendir un examen equivalente al 20% en cada una. Todas las pruebas, evaluaciones, trabajos orales o escritos serán sobre diez (10,00) puntos; pudiendo el estudiante, por cada uno de los parciales y por asignatura, obtener una calificación de diez (10,00) puntos como máximo. La nota mínima a registrar es 0.01, con la utilización de dos decimales. No se aplicará ninguna forma de redondeo. Se utilizará el método promedio para el cálculo de las calificaciones parciales y final. Evaluaciones Parciales: Pruebas parciales dentro del proceso, determinadas con antelación en las clases. Presentación de informes escritos como producto de investigaciones bibliográficas. Participación en clases a partir del trabajo autónomo del estudiante. Trabajo Individual de cada estudiante. Trabajo grupal entre estudiantes. Exámenes: Examen, del parcial I Examen, del parcial II Examen Final, proyecto integrador de saberes. Parámetros de Evaluación: PARÁMETROS DE EVALUACIÓN PUNTAJES 1er. PARCIAL 2do. PARCIAL Participación en clases 1,00 1,00 Deberes y trabajos. 1,00 1,00 Lección Escrita 1,00 1,00 Portafolio 1,00 1,00 Trabajos Grupales/ individuales 1,00 1,00 Examen parcial 2,00 2,00 SUMAN 7,00 7,00 PROMEDIO 7,00 Examen Final 3,00 SUMAN 10,00 Para la aprobación de las asignaturas, cursos o sus equivalentes, los estudiantes deberán alcanzar un puntaje mínimo de siete sobre diez puntos (7,00/10,00). Siendo de carácter obligatorio la defensa del proyecto/actividad de vinculación. La evaluación de recuperación se podrá rendir por una sola vez durante cada periodo académico, cuando el estudiante no haya alcanzado la nota mínima aprobatoria de la asignatura, curso o equivalente. La calificación de esta evaluación tendrá un valor del 60% y será acumulado al 40% de la nota anterior. No tendrán derecho a este tipo de Construcción Rural 16 Ing. Civil Raúl Prado Paucay pruebas, aquellos estudiantes que hayan perdido la asignatura por inasistencias, retiro, los que cursen tercera matrícula; y, los que no hayan alcanzado una nota mínima de 2,50/10,00 en la nota final. Acreditación a) Presentación de un proyecto por escrito b) Disertación del proyecto Como examen final de la asignatura se realizará un proyecto de vinculación conformado en equipos de trabajo, que se constituirán en equipos de discusión, planificación, ejecución, evaluación y difusión de resultados, y su evaluación será de manera individual con su debida sustentación y defensa del proyecto. De tal manera que, como examen final de la asignatura se realizará un proyecto integrador junto con las asignaturas del semestre, dirigida actividad denominada Diseñar y ejecutar un manual práctico sobre construcción de granjas pecuarias e invernaderos en el Instituto Superior Tecnológico “Manuel Encalada Zúñiga” (IPA-2020) . Los parámetros de evaluación a tomar en cuenta en el proyecto integrador o actividad de vinculación de la asignatura son los siguientes: Presenta los planos de granjas agrícolas y pecuarias. (0,50) Aplicación de cronogramas y análisis de costos constructivos. (0,50) Expone los resultados obtenidos (0,50) Preguntas al estudiante (0,50) Elaboración del documento final (1,00) (3,00) Además, es importante que recuerde que puede reprobar la asignatura por exceso de inasistencias injustificadas. En construcciones rurales se reprueba con el 25% de faltas. Las evaluaciones y actividades extra clase atrasadas pueden ser presentadas únicamente con la respectiva justificación ante Vicerrectorado. Dentro de la equivalencia de notas se clasifica de la siguiente manera: 10,00 a 9,50 Excelente 9,49 a 8,50 Muy bueno 8,49 a 8,00 Bueno 7,99 a 7,00 Aprobado 6,99 a menos Reprobado X. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Y COMPLEMENTARIA Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 17 Buxade, C. 2000. Alojamientos e instalaciones (monografías I y II de la serie Zootecnia: Bases de la producción animal). Madrid – España. Edic. Mundi-prensa. Calavera Ruiz, J. 2008. Proyecto y Calculo de estructuras de hormigón (2 vols.). Madrid - España. Edit. Intemac. Fuentes Yague, J.L. 1992. Construcciones para la agricultura. Madrid – España. Edic. Mundi-prensa. 6ta edición. Garcimartin Molina. M.A. 1998. Edificación agroindustrial: Estructuras metálicas. Madrid – España. Edic. Mundi- Prensa. Ortiz Dicado J. 2008. Compendio de la Asignatura “Construcciones Rurales”. Babahoyo – Ecuador. Manuscrito-72 pp. Fecha de entrega: lunes, 18 de mayo del 2020 Elaborado por: Revisado por: Aprobado por: Ing.Civil Raúl Prado Paucay. Docente Ing. Agro. Yamile Orellana Coordinador Académico Dra. María Isabel Jaramillo Vicerrectora Construcción Rural 18 Ing. Civil Raúl Prado Paucay ORIENTACIONES PARA EL USO DE LA GUÍA DE ESTUDIOS Antes de empezar con nuestro estudio, debes tomar en cuenta lo siguiente: 1. Todos los contenidos que se desarrollen en la asignatura contribuyen a tu desarrollo profesional, ética investigativa y aplicación en la sociedad. 2. El trabajo final de la asignatura será con la aplicación de la metodología de investigación científica. 3. En todo el proceso educativo debes cultivar el valor de la constancia porque no sirve de nada tener una excelente planificación y un horario, si no eres persistente. 4.. Para aprender esta asignatura no memorices los conceptos, relaciónalos con la realidad y tu contexto, así aplicarás los temas significativos en tu vida personal y profesional. 5. Debes leer el texto básico y la bibliografía que está en el syllabus sugerida por el docente, para aprender los temas objeto de estudio. 6. En cada tema debes realizar ejercicios, para ello debes leer el texto indicado para después desarrollar individual o grupalmente las actividades. 7. A continuación te detallo las imágenes que relacionadas a cada una de las actividades: Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 19 INSTRUCCIONES PARA EL APRENDIZAJE IMAGENSIGNIFICADO SUGERENCIAS TALLERES REFLEXIÓN SUBIR TAREAS AL AULA VIRTUAL AMAUTA APUNTE CLAVE FORO RESUMEN EVALUACIÓN Ánimo, te damos la bienvenida a este nuevo periodo académico. Construcción Rural 20 Ing. Civil Raúl Prado Paucay BIENVENIDOS Le damos la más cordial bienvenida a la asignatura de CONSTRUCCIÓN RURAL, la participación de cada uno de ustedes es fundamental para el logro de los objetivos planteados para este curso de la carrera de tecnología superior en agroecología. Durante el proceso enseñanza-aprendizaje, estaré interactuando con ustedes estimados estudiantes, acompañándonos como docente-guía. Abordaremos conceptos básicos de la asignatura como son Conceptos Básicos, Materiales de Construcción, Elementos Constructivos, Clases de Construcciones, según su finalidad, Construcciones Hidrosanitarias y por último un Proyecto de Construcción. Los invito a que exploren los distintos apartados, en los que encontrarán información importante de nuestra asignatura, también podrán desarrollar las tareas foros y talleres necesarios e interactuar con sus compañeros de curso. Ánimo y éxitos en esta experiencia de aprendizajes Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 21 DESARROLLO DE ACTIVIDADES Unidad Didáctica I: Conceptos Básicos Introducción: En la construcción de las edificaciones rurales, desde los cimientos hasta la superestructura, se manejan una serie de conceptos y terminología que nuestra asignatura tiene el objeto de darte a conocer. Es interesante diferenciar las construcciones rurales observando la utilidad que tienen para sus usuarios. Edificaciones agrícolas: Almacenes de cosechas, abonos, insecticidas, pesticidas y otros insumos. Edificaciones pecuarias: Alberges del ganado y de especies menores. Establos, galpones, apiarios, invernaderos, estanques. Viviendas rurales o campesinas: se incluyen también aquí las edificaciones que conforman el equipamiento comunitario de los asentamientos rurales- Objetivo: Analizar los diferentes elementos, procesos y materiales que se utilizan en la construcción rural, y las fuerzas que actúan sobre ellas y mediante enunciados, leyes físicas y la normativa legal. Organizador Gráfico de la Unidad Didáctica I: Construcción Rural 22 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Actividad de Aprendizaje 1 de la Unidad Didáctica I: Encuadre. Informar a los estudiantes el proceso de construcción de los conocimientos de la disciplina a estudiar y generar compromisos de evaluación y responsabilidad que generen un ambiente propicio para el aprendizaje. Desarrollo de contenidos: PERIODO DE CRITERIOS DE PORCENTAJE EVALUACION EVALUACIÓN UNIDAD I EVIDENCIAS 50% EVALUACIONES 20% UNIDAD II EVIDENCIAS 50% EVALUACIONES 20% UNIDAD III EVIDENCIAS 50% EVALUACIONES 20% UNIDAD IV EVIDENCIAS 50% EVALUACIONES 20% UNIDAD V EVIDENCIAS 50% EVALUACIONES 20% UNIDAD VI EVIDENCIAS 50% EVALUACIONES 20% NOTA FINAL PROMEDIO UNIDADES 70% EXAMEN FINAL 30% Normatividad del curso propuestas por el docente: Puntualidad. Para ingresar al salón de clases deben hacerlo con el debido orden, sin ingresar alimentos y bebidas. Se considera después de que el docente haya pasado lista, hora de inicio de clase, se considerará FALTA., no existiendo atrasos en el nivel superior. ¿Porque es importante conocer el encuadre? Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 23 No se reciben evidencias extemporáneas (excepto para casos de justificación médica) Cuando se trabaje por equipos deberá nombrar un coordinador(a) y secretario(a) del equipo. La evidencia deberá ser presentada antes de cada examen Para tener derecho a cada examen, deberá cubrir el 80% de asistencias. La materia no podrá exentarse, el alumno deberá presentar su trabajo final de investigación programado. Debe existir el debido respeto entre compañeros. No se permiten aparatos electrónicos durante la clase (celulares, iPod, cámaras, etc.) a menos que el docente lo solicite. No se permite realizar tareas o trabajos de otras asignaturas durante la clase. Los trabajos académicos que se desarrollen durante el semestre, si existen copia o plagio, serán evaluados con la nota mínima de 0,01. PREGUNTA REFLEXIVA SI NO ¿Mi decálogo abarca con los compromisos que desarrollamos en el aula de clase? ¿Estoy comprometido a cumplir con el decálogo? ¿Trabajare de forma proactiva para crear un decálogo de aula? Actividad de Aprendizaje 2 de la Unidad Didáctica I: Nociones generales La granja o finca, es el conjunto de terreno en el que el granjero y su familia comparten su vivienda con las bodegas de almacenamiento, instalaciones pecuarias que, además, están limitadas por una cerca o lindero natural. Normalmente las fincas, no siguen un Standard (NEC 2015) y presentan diferencias en las formas de construcción, en la distribución de espacios y se adaptan a la comodidad de cada propietario. La durabilidad, funcionalidad, belleza, resistencia a las condiciones ambientales y todas las demás características de las construcciones rurales, están en relación directa con los diversos materiales empleados. Si se utilizan materiales de baja Realizar un decálogo de los compromisos realizados dentro del aula de clase. Respondamos y analicemos los decálogos presentados respondiendo las siguientes preguntas Analizar de forma general los conocimientos que se estudiaran durante el curso de construcciones rurales Construcción Rural 24 Ing. Civil Raúl Prado Paucay calidad, o son seleccionados inadecuadamente, se pueden tener problemas, no solo en la estética y belleza, sino en algunos casos problemas de insectos (por ejemplo, una madera mal inmunizada), o, en el peor de los casos, problemas de instabilidad estructural (derrumbe por un sismo). Para la vivienda rural campesina, los materiales más utilizados son el hormigón o concreto, el acero, la madera, la guadua y el adobe. ¿Qué aspectos se deben tomar en cuenta en el campo a tiempo de construir una vivienda rural? 2.- ¿Cuál es el objetivo de construir viviendas rurales agropecuarias? 3.- ¿Qué cuidados debe tenerse en cuenta al momento de construir una vivienda rural? 4.- ¿Cuáles son los materiales de construcción más aconsejables para la vivienda rural agropecuaria? 5.- ¿Qué problemas acarrea la no elección adecuada de materiales de baja calidad? 6.- ¿Qué materiales son más utilizados en la vivienda rural? 7.- ¿Cómo se define la granja o finca destinada a la productividad agropecuaria? 8.- Existe algún patrón de construcción o medida Standard para la construcción de la vivienda rural Agropecuaria Actividad de Aprendizaje 3 de la Unidad Didáctica I: Relación hombre-animal-naturaleza Los tres son seres vivos que comparten las mismas funciones y estudios, nacen crecen, se reproducen y mueren. Las plantas son la de estructura y funcionamiento más simple porque carecen de voluntad y de estructuras orgánicas como el cerebro que permite pensar, desear, etc. Buena parte de sus funciones entonces se cumplen mediante agentes externos (como los pájaros que llevan el polen de un lado a otro y les permite reproducirse) y son seres estáticos. Los animales están dotados de movimiento y diversos grados de funcionamientocerebral, con los mamíferos y dentro de ellos los simios, en el nivel más elevado y complejo. Los mamíferos son animales sociales y están organizados en comunidades donde cada uno desempeña roles de acuerdo a su género y edad. Realizar un cuestionario de preguntas las cuales responderán las interrogantes de la materia a estudiar. Relacionar los conceptos de hombre-animal-naturaleza mediante el análisis objetivo de los modelos de desarrollo rural. Las construcciones rurales son los edificios que se construyen en el ámbito rural. Puede entenderse de dos maneras bien distintas: Como la consecuencia de la actividad tradicional de la cultura rural. Como rama de la ingeniería agrícola. Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 25 El hombre es el ser más complejo y mejor dotado de la naturaleza porque su cerebro le permite hablar, pensar, crear, decidir. Con estas consideraciones se logran: El manejo sostenible de los recursos naturales, lo cual involucra la preservación de bosques y aguas; la autosuficiencia en la producción agrícola y pecuaria, la agricultura ecológica y el reconocimiento de los valores humanos, especialmente el respeto a la vida. Las tecnologías apropiadas, muy económicas y fáciles de manejar, que buscan aprovechar los recursos sin agotarlos ni destruirlos; es el caso del empleo de la energía eólica, la energía solar, la producción de gas metano y la obtención de agua pura por destilación solar. No puede faltar la alelopatía y la función de las plantas aromáticas en los cultivos, sus principios farmacológicos y alimenticios para la salud y nutrición de la familia campesina. No cabe duda que las nuevas tendencias hacia una nueva agricultura orgánica sostenible son el mejor camino para sanar la tierra y sanarnos a nosotros mismos. 1.- ¿Qué se entiende por la nueva filosofía de vida en la agricultura? 2.- ¿Cuál es el nuevo pensamiento de las familias que no viven en el campo en la actualidad? 3.- ¿Qué aspectos se logran con estas consideraciones? 4.- ¿Qué es la alelopatía en las plantas? 5.- ¿Qué se entiende por “modelo de granja integral”? 6.- ¿Qué se espera lograr con la introducción de la nueva agricultura orgánica? 7.- ¿Qué significado tiene la “Agricultura Orgánica”? 8.- ¿Que valores humanos se logran empleando una agricultura sostenible? Actividad de Aprendizaje 4 de la Unidad Didáctica I: Paisajismo: El paisajismo puede asociarse al conjunto de actividades, destinadas a modificar los aspectos visibles de un terreno. Paisajismo es la actividad destinada a modificar las característica visibles, físicas y anímicas de un espacio tanto rural como urbano, entre los que se incluyen los elementos vivos, tales como flora y fauna. Realizar un cuestionario de preguntas las cuales responderán las interrogantes del tema de estudio. Analizar los conceptos de paisajismos y sus clases. De un lado, puede significar simplemente que en la tierra viven hombres y animales, que de hecho hombres y animales, es decir, especies diferentes de animales, de las cuales una es la especie humana, existen en el mismo espacio. Construcción Rural 26 Ing. Civil Raúl Prado Paucay La propiedad imprime carácter a la obra bajo tres puntos de vista: 1. Punto de vista presupuestario. 2. Punto de vista funcional. 3. Punto de vista estético. a.- ¿A que llamamos paisaje autóctono? b.- ¿A que llamamos paisaje moderno? c.- ¿A que llamamos paisaje sostenible? d.- ¿A que llamamos paisaje en movimiento? Actividad de Aprendizaje 5 de la Unidad Didáctica I: Materiales saludables vernáculos y económicos. Las características básicas que ha de tener un material saludable son: a.- que proceda de la naturaleza. b.- que sea saludable para la persona c.- que dure con el paso del tiempo. Materiales ecológicos y bioconstrucción. Un material ecológico es aquel que ha sido desarrollado por medio de materias primas naturales de la zona (tierra, madera, adobe), además son duraderos y reutilizables. Los materiales bioconstrucción son sistemas de edificación o establecimientos de viviendas, refugios u otras construcciones, realizados con materiales de bajo impacto ambiental o ecológicos. Criterios para la elección de materiales Los criterios que adoptaremos para la elección de los materiales que conforman nuestras viviendas serán en función de: • La salud: que sean naturales y libres de tóxicos, inocuos para todas las formas de vida. • La ecología: que tengan un origen local, es decir, un bajo impacto a la hora de su extracción y transporte • La ética: que tengan una repercusión social en su producción y que fomenten actividades y oficios. • La sostenibilidad: que el material sea sostenible en su ciclo de vida, es decir, que tenga un bajo impacto ambiental durante todas las etapas de su existencia (extracción, producción, distribución, uso y desecho). Realizar un cuestionario de preguntas las cuales responderán las interrogantes del tema de estudio. El paisaje está tan arraigado en nosotros que forma parte de nuestra historia y de nuestra cultura. Estudiar los materiales económicos y ecológicos para una bioconstrucción Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 27 • La reutilización y el reciclaje del material. Mientras más reciclable o reutilizable sea el material más adecuado será su uso. • La baja o nula emisión de sustancias tóxicas al aire y su capacidad de no alteración del campo magnético del entorno. Para hacernos una idea de emisiones nocivas de distintos materiales se hace la siguiente comparación: Vemos en el siguiente cuadro valores de energía primaria para los materiales más usados en construcción ENERGÍA PRIMARIA DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN KWH/M³ LADRILLO COMÚN 1350 LADRILLOS POROSOS CON HUECOS 540 HORMIGÓN 500 HORMIGÓN PREFABRICADO 800 MADERA 590 OSB 1280 BALAS DE PAJA 7 ESTRUCTURA DE MADERA CON BALAS DE PAJA 45–70 ADOBES (SIN SECADO ARTIFICIAL) 1–10 TIERRA APISONADA, MECANIZADO 40 PREGUNTAS DE REFLEXIÓN SI NO ¿Las preguntas profundizaron el tema expuesto? ¿Quedaron preguntas sin contestarse? Actividad de Aprendizaje 6 de la Unidad Didáctica I: Construcciones en madera Solicitar a los estudiantes que realicen preguntas con respuestas sustentadas para exponer planteando de forma socrática interrogantes para ampliar el conocimiento. Reflexión el proceso de aprendizaje Se puede decir que la arquitectura vernácula es el lenguaje arquitectónico de la gente con sus dialectos étnicos, regionales y locales Analizar la norma NEC 2015 en madera: https://www.habitatyvivienda.gob.ec/wp- content/uploads/downloads/2016/10/GUIA-4-MADERA.pdf https://www.habitatyvivienda.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2016/10/GUIA-4-MADERA.pdf https://www.habitatyvivienda.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2016/10/GUIA-4-MADERA.pdf Construcción Rural 28 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Diseño por esfuerzos admisibles para madera estructural Las estructuras de madera como cualquier otro material y elemento constructivo, tienen que ser diseñadas para resistir las fuerzas sísmicas especificadas en la NEC- SE-DS, con las combinaciones de carga expresadas en la NEC-SE-CG, para esfuerzos admisibles, y para el diseño de los elementos estructurales, señalado en la NEC-SE-MD. En el diseño estructural de madera sismo resistente, las fuerzas dependen del sitio de implantación geográfica del proyecto, con las propiedades inherentes al tipo de suelo de emplazamiento y la buena distribución interna de masa y rigidez de los elementos que conforman la estructura del inmueble. Esfuerzos admisibles para madera estructural: Los esfuerzos de diseño que se presentan a continuación son exclusivamente aplicables a madera estructural que cumple en su totalidad con lanorma de clasificación visual. Se deberá supervisar que la madera empleada en la construcción cumpla con los requisitos de la NEC-SE-MD. La clasificación para madera estructural se la puede encontrar en el Manual de diseño de maderas del Grupo Andino PADT- REFORT para las especies del Ecuador. Grupos de especies estudiadas en el PADT-REFORT para madera estructural. País Grupo Nombre Común Nombre Científico A Caimitillo Chrysophyllum cainito Guayacán Pechiche Minquartia guianensis B Chanul Humiriastrum procerum ECUADOR Moral fino Chlorophora tinctoria Pituca Clarisia rasemosa C Fernansánchez Triplaris guayaquilensis Mascarey Hieronyma chocoensis Sande Brosimum utile Las especies de madera adecuadas para el diseño han sido agrupadas en 3 grupos estructurales GRUPO fm MADERA (MPa) A 23.1 B 16.5 C 11.0 Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 29 Armaduras: Diseño por esfuerzos admisibles para para correas por flexión y deflexión. Los Procedimientos de diseño de los elementos en flexión son: a) Definir la base del cálculo. b) Efectos máximos, máximo momento flector M y máxima fuerza cortante V. c) Establecer los esfuerzos admisibles de flexión, corte, compresión perpendicular y módulo de elasticidad. d) Cálculo del momento de inercia I, necesario por deflexiones. e) Cálculo del módulo de sección Z, necesario por resistencia. f) Seleccionar la sección mayor de las calculadas. g) Verificar el esfuerzo cortante. h) Verificar la estabilidad lateral. i) Determinar la longitud “a” de apoyo necesaria por compresión perpendicular a las fibras. El diseño de los elementos de madera debe hacerse por cargas de servicios o “MÉTODO DE ESFUERZOS ADMISIBLES”. Esfuerzo de la madera a flexión: Actividad de Aprendizaje 7 de la Unidad Didáctica I: Construcción agrícola y pecuaria. Las construcciones agrícolas tendientes a aumentar y mejorar la producción agropecuaria requieren adecuadas instalaciones que permitan su desarrollo. Existen numerosos materiales que se emplean en construcciones rurales la mayoría de origen natural. La tendencia de hoy se orienta hacia el uso de materiales prefabricados, que indudablemente satisfacen con mayor seguridad y eficacia las necesidades actuales. Es necesario realizar un estudio adecuado antes de levantar la obra, que incluya acceso, servicios, topografía, arborización, temperatura, tipo de suelo y recursos disponibles, según el tipo de explotación que se va a realizar. Realice un ensayo sobre las ventajas y desventajas de la madera en las construcciones rurales. La madera como Material de construcción. es el recurso natural más antiguo empleado por el hombre. Desde siempre le ha proporcionado combustible, herramientas y protección. Es un polímero natural de origen orgánico. Se obtiene del interior del tronco de los árboles. Antes de iniciar el desarrollo de las actividades es necesario definir la construcción agrícola y pecuaria. Construcción Rural 30 Ing. Civil Raúl Prado Paucay La mejora en la producción pecuaria se logra con instalaciones que provean a los animales de sanidad, comodidad, ventilación, temperatura y grado de humedad necesarios de acuerdo con la especie, edad, raza, y tipo de explotación. Por otra parte, construcciones apropiadas para el manejo de productos agrícolas, que permitan su almacenaje, significan mayores posibilidades de conservación, comercialización y, en consecuencia, aumento en los ingresos para el agricultor. Las comunidades rurales requieren suficiente cobertura de acueductos, diseñados según el aumento de la población local y las necesidades de bienestar. 1. ¿Cuáles son los materiales que se utilizan para las diferentes construcciones rurales hoy en día? 2. ¿Cuál es la tendencia en estos últimos tiempos en la construcción rural? 3. ¿Cuáles son los objetivos que se logran con las construcciones rurales hoy en día? 4. ¿Qué es lo que se logra hoy en día con las nuevas instalaciones agropecuarias? 5. ¿Cuáles son los estudios que se aconsejan realizar previo a la fabricación de instalaciones rurales? 6. ¿En las construcciones destinadas al manejo de productos agrícolas, cuales son las características que éstas deben cumplir? 7. ¿Cuáles son los requerimientos de las comunidades rurales agrícolas hoy en día? Actividad de Aprendizaje 8 de la Unidad Didáctica I: Equilibrio mecánico Isaac Newton fue un científico inglés que escribió “Los principios matemáticos de la filosofía natural” ("Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"). En este libro, entre otros temas, enunció sus leyes del movimiento. Este artículo pretende que estas famosas leyes te resulten más asequibles para tu comprensión. Según la PRIMERA LEY DE NEWTON, si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta. Solicitar a los estudiantes responder estas preguntas para evaluar sus conocimientos adquiridos Es importante para el bienestar de la agricultura y la pecuaria tener construcciones confiables para mantener la producción del mismo. Porque es importante realizar el estudio de las tres leyes de newton Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 31 La SEGUNDA LEY DE NEWTON determina que, si se aplica una fuerza a un cuerpo, éste se acelera. La aceleración se produce en la misma dirección que la fuerza aplicada y es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se mueve. Recuerda que la fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales por lo que tienen un valor, una dirección y un sentido. Si la masa de los cuerpos es constante, la fórmula que expresa la segunda ley de Newton es: fuerza = masa x aceleración. En cambio, cuando la masa del cuerpo aumenta, la aceleración disminuye. Entonces, debes establecer la cantidad de movimiento (p) que equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Es decir: p = m x v. La TERCERA LEY DE NEWTON postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en sentido contrario. Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza sobre el primero con igual magnitud y en dirección contraria. La fuerza siempre se produce en pares iguales y opuestos. Por esta razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como ley de acción y reacción. Primera Ley de Newton o Segunda Ley de Newton o Tercera Ley de Newton o Ley de Inercia Ley de Fuerza Ley de acción y reacción Todo cuerpo permanece Siempre que una fuerza Cuando una fuerza en estado de reposo o no equilibrada actúe determinada actúa sobre continúa con un sobre un cuerpo, se un cuerpo, éste movimiento rectilíneo produce una aceleración reacciona uniforme, siempre en la dirección de la con una fuerza con igual cuando una fuerza fuerza que es magnitud, pero en externa no actúe sobre directamente proporcional sentido él. opuesto. a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo. Realizar un cuadro de semejanzas y diferencias de las tres leyes de newton. Construcción Rural 32 Ing. Civil Raúl Prado Paucay LEYES DE NEWTON SEMEJANZA DIFERENCIA Actividad de Aprendizaje 9 de la Unidad Didáctica I: Equilibrio mecánico (ejercicios de aplicación) Resolver ejercicios de las leyes de newton. (aplicando las condiciones de equilibrio) Una bolsa de cemento de 325 Newton de peso cuelga de 3 alambres como muestra la figura. Dos de los alambres forman ángulos θ1 = 600, θ2 = 250 con la horizontal Si el sistema está en equilibrio encuentre las tensiones T1, T2 y T3Las leyes enunciadas por Newton, y consideradas como las más importantes de la mecánica clásica, son tres: la ley de inercia, la relación entre fuerza y aceleración y la ley de acción y reacción. Newton planteó que todos los movimientos se atienen a estas tres leyes principales, formuladas en términos matemáticos. Antes de iniciar el desarrollo de las actividades es necesario definir el equilibrio mecánico Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 33 Resolver los siguientes ejercicios, aplicando las condiciones de equilibrio. Construcción Rural 34 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Actividad de Aprendizaje 10 de la Unidad Didáctica I: Resistencia de materiales El comprender de manera completa la totalidad de los fenómenos que ocurren en un proceso físico cualquiera puede ser algo demasiado difícil, y en general resultar de dudosa utilidad desde el punto de vista práctico. Frecuentemente es posible identificar un conjunto de parámetros que representen de manera suficiente aquellos aspectos del proceso que más nos interesan. Las “leyes Antes de iniciar el desarrollo de las actividades es comprender los diferentes aspectos de los materiales y sus fenómenos Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 35 físicas” expresan relaciones predecibles entre esos parámetros de interés, permitiendo con ello el estudio sistemático de casos particulares, con vistas a las labores de análisis y de diseño. En el caso de los sólidos sobre los que actúan fuerzas, puede ocurrir que sólo estemos interesados en el estado de reposo o movimiento del sólido como un conjunto, y no en fenómenos internos que podrían ocurrir en el interior del mismo, como por ejemplo la deformación o la rotura. En ese caso, el modelo proporcionado por la Dinámica del Sólido Rígido será suficiente para su estudio. Este modelo es particularmente elegante, ya que se formula en base a un número de parámetros muy reducido, y a sólo dos ecuaciones vectoriales. Éstas son las conocidas: ΣF=m⋅a ΣM=I⋅α Las anteriores son las ecuaciones de la Estática del Sólido Rígido, de común aplicación en el cálculo de reacciones y otras fuerzas, en problemas de sólidos resistentes. Todos los modelos citados anteriormente hacen uso de la herramienta matemática denominada Álgebra de Vectores Deslizantes, que es especialmente adecuada para este tipo de problemas ya que como es sabido: “El estado de movimiento o reposo de un cuerpo rígido no cambia si una fuerza actuante es aplicada en otro punto de su recta de acción”. En este curso estamos interesados en los fenómenos de deformación, daño, y posible rotura, que pueden ocurrir en los sólidos reales. Centraremos el estudio en las condiciones estáticas (términos de inercia despreciables) que son frecuentes en los problemas de estructuras convencionales. Aunque el estudio de los fenómenos asociados a la deformación requiere modelos matemáticos diferentes que la Estática del Sólido Rígido, ésta será aún de utilidad, ya que la imposición de las condiciones de equilibrio se realiza mediante las mismas ecuaciones de “suma de fuerzas igual a cero, y suma de momentos igual a cero”. Resistencia de Materiales. - Estudia el sólido con forma de barra esbelta, generalmente recta. Se asumen el resto de hipótesis básicas usadas en la Teoría de la Elasticidad. La particularidad geométrica de que una dimensión sea mucho mayor que las otras dos, permite realizar simplificaciones muy útiles en el modelo matemático. Esta tipología de barra es mayoritariamente utilizada tanto en estructuras de edificación como de ingeniería civil, y en algunos casos en máquinas y mecanismos, de ahí la importancia de su estudio particular. Realizar un ensayo sobre el tema de resistencia de los materiales de construcción rurales. La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería que estudia la mecánica de sólidos deformables mediante modelos simplificados. Construcción Rural 36 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Actividad de Aprendizaje 11 de la Unidad Didáctica I: Resistencia de materiales En cuanto a su geometría, podemos clasificar las formas estructurales de acuerdo con el siguiente esquema: Con una dimensión mayor: Barras rectas, Vigas, Pilares, Ejes, y Barras de Armaduras, Vigas curvas, Vigas de sección variable, Arcos, Cables Con una dimensión menor Membranas, Placas, y Láminas Forma general Frecuente en nudos y uniones entre los elementos anteriores, y en muchos elementos de máquinas (bielas, cigüeñales...) Como se ha apuntado, la forma de barra recta es la más ampliamente utilizada en las estructuras de todo tipo. Su geometría es la engendrada por una superficie plana que llamaremos “sección” o “perfil” de la barra, al desplazarse a lo largo de un segmento de recta perpendicular a ella, que llamamos “directriz” de la barra. Entendemos por viga aquella barra que está sujeta en algunos (pocos) puntos, y que soporta cargas transversales a ella, situadas en otros puntos. Por pilar entendemos aquella barra que soporta cargas fundamentalmente longitudinales con su eje. Frecuentemente se reserva el calificativo de pilar para las barras verticales de las construcciones de edificación, que suelen trabajar de la manera indicada, en concreto a compresión (no a tracción). Las “armaduras” son estructuras metálicas de barras muy ligeras y esbeltas, como las que suelen formar el cuerpo de las grandes grúas (para obra civil o urbana, portuarias, etc.), y los esqueletos resistentes de las cubiertas de muchas naves industriales, polideportivos, etc. Las barras de las armaduras, por cómo están diseñadas y montadas, en general sólo admiten cargas longitudinales con la propia barra, siendo en ese sentido parecidas a los pilares. Pero, por una parte, estas barras para armaduras suelen ser mucho más esbeltas, y por otra parte pueden trabajar a tracción o a compresión. Su gran esbeltez las hace especialmente propensas a sufrir fenómenos de inestabilidad, y su montaje y puesta en servicio difiere mucho del de los pilares, por lo que se estudian por separado. Antes de iniciar el desarrollo de las actividades es necesario Estudiar los tipos de estructuras Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 37 Actividad de Aprendizaje 12 de la Unidad Didáctica I: Equilibrio Mecánico TORQUE DE UNA FUERZA. Cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo rígido, el cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotación en torno a algún eje. La propiedad de la fuerza para hacer girar al cuerpo se mide con una magnitud física que llamamos torque o momento de la fuerza. Se prefiere usar el nombre torque y no momento, porque este último se emplea para referirnos al momento lineal, al momento angular o al momento de inercia, que son todas magnitudes físicas diferentes para las cuales se usa el mismo término. Se define el torque τ de una fuerza F que actúa sobre algún punto del cuerpo rígido, en una posición r respecto de cualquier origen O, por el que puede pasar un eje sobre el cual se produce la rotación del cuerpo rígido, al producto vectorial entre la posición r y la fuerza aplicada F, por la siguiente expresión: τ= r×F El torque es una magnitud vectorial, si α es el ángulo entre r y F, su valor numérico, por definición del producto vectorial, es: τ = r (F senα) Calcular el torque neto por los puntos A y por B en el sistema, donde F1 = 10 N, F2 = 5 N, F3 = 15 N, a = 50 cm, b = 1 m. Realizar en grupo un cuestionario con preguntas sobre el tema, en grupo de cinco personas para luego expongan en 5 minutos. Analizar el momento que actúan sobre un cuerpo y resolver ejercicio de aplicación. Construcción Rural 38 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Solución: el torque neto es lasuma de los torques realizados por cada fuerza. Los puntos A y B se consideran ejes de rotación en forma independiente, por supuesto no simultáneamente, por lo tanto, los torques se calculan en forma separada en cada punto. Para rotación en torno al punto A, considerando el sentido de la rotación que produce cada fuerza, lo que le da el signo al torque, se tiene: τA = F1 r1 sen45 + F2 r2 sen60 - F3 r3 sen20 los valores de las distancias son: r1 =0, r2 = a = 0.5 m, r3 = b = 1 m. τA = (10)(0) sen45 + (5) (0.5) sen60 – (15)(1) sen20 = -3 Nm Para rotación en torno al punto B, considerando el sentido de la rotación: τB =+ F1 r1 sen45 + F2 r2 sen60 - F3 r3 sen20 ahora los valores de las distancias son: r1 = a = 0.5 m, r2 =0, r3 = b-a = 0.5 m. τB = (10) (0.5) sen45 + (5)(0) sen60 – (15) (0.5) sen20 = 1 Nm La figura muestra las fuerzas F1=40 N, F2=30 N, F3=50 N, F4=60 N aplicadas a un cuerpo rígido que puede girar en torno de un eje que pasa por O. Calcular el torque resultante. R: -10.8 Nm. Actividad de Aprendizaje 13 de la Unidad Didáctica I: Análisis de Estructuras Resolver en grupo de tres el ejercicio propuesto Analizar de forma asertiva los aspectos a considerar en cada estructura rural. Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 39 Cualquier “estructura”, entendida en un sentido amplio, se diseña para realizar una cierta función, como puede ser transmitir un movimiento (caso típico de un elemento de maquinaria), o mantener en posición los cerramientos (paredes etc.) de un edificio, entre otras muchas funciones imaginables. El uso y funcionalidad previstos de nuestra estructura conllevarán unas acciones sobre la misma, pero éstas no serán las únicas acciones a considerar. Hay que prever eventuales acciones climáticas y térmicas (de origen climático o no), y acciones producidas por eventos poco probables pero que de ocurrir pueden suponer daños graves (sismos, impactos, etc.), entre otras acciones accidentales posibles. En los casos de estructuras de edificaciones convencionales, las acciones que deben considerarse están reguladas por la normativa, en función del uso previsto de la estructura, su ubicación geográfica, etc. La normativa vigente en el territorio es la NEC 2015, Básico de Seguridad Estructural, punto 4 (“Método de coeficientes Parciales”), y Documento Básico de Seguridad Estructural – Acciones en la Edificación (que detalla los valores concretos de las acciones a considerar en la aplicación del citado Método de los Coeficientes Parciales). Para el caso del tipo de estructuras contempladas en los estudios, que fundamentalmente son aquellas cuyo uso previsto involucre la seguridad o la comodidad de personas, la norma introduce el concepto de Estados Límite, dividiendo éstos en dos categorías: Estados límite últimos: Son los estados de la estructura que, de ser superados, implican un riesgo para las personas, generalmente por un colapso total o parcial de la estructura. Estados límite de servicio: Son aquellos estados de la estructura que, de ser superados, afectan negativamente al bienestar de las personas, o a la apariencia de la construcción. El comportamiento esperado del material bajo las acciones previstas. Interesa en particular saber si el mismo se romperá o sufrirá algún tipo de alteración indeseable. La magnitud de los desplazamientos de la estructura bajo las acciones previstas, para poder juzgar si los mismos serán aceptables o no en condiciones de servicio. Las comprobaciones anteriores, basadas en las predicciones ofrecidas por los modelos matemáticos, se utilizan para validar un determinado diseño estructural, o apreciar la necesidad de su modificación. Realizar la estrategia PNI, positivo, negativo e interesante de lo aprendido. Es importante conocer la dirección del viento, para con ello realizar una aplicación de producto biológico al cultivo. Construcción Rural 40 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Actividad de Aprendizaje 14 de la Unidad Didáctica I: Fuerzas que actúan en la estructura de una construcción. Todos los cuerpos poseen algún tipo de estructura. Las estructuras se encuentran en la naturaleza y comprenden desde las conchas de los moluscos hasta los edificios, desde el esqueleto de los animales, pero el ser humano ha sabido construir las suyas para resolver sus necesidades. Pero… ¿Qué tienen todas en común tantas cosas distintas para ser todas estructuras? Por eso, podemos dar una definición de estructura: Una estructura es un conjunto de elemento unidos entre sí capaces de soportar las fuerzas que actúan sobre ella, con el objeto de conservar su forma. Las fuerzas que actúan sobre una estructura se denominan cargas y pueden ser de dos tipos: Fijas como el peso propio de un puente, que siempre actúa sobre los cuerpos; o variables, como el viento que no siempre actúa sobre los objetos. Las estructuras pueden ser naturales (creadas por la naturaleza como el esqueleto, las cuevas, los barrancos, etc.) o artificiales (creadas por el hombre como las viviendas, los vehículos, las carreteras, los aviones, etc.). ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA. Las estructuras pueden ser masivas como una cueva o una presa. Pero lo normal es que estén formadas por partes, de manera que se forman por la unión de diferentes clases de elementos estructurales debidamente colocadas. De esta forma se construyen puentes, edificios, naves industriales, etc. Los principales elementos estructurales, llamados elementos estructurales simples o elementos resistentes, son: Forjado: Es el suelo y el techo de los edificios Pilares: Son los elementos verticales de una estructura y se encargan de soportar el peso de toda la estructura. Por ejemplo, las patas de la mesa, las de la silla (que como ves no son exactamente horizontales), los travesaños verticales del marco de la ventana, etc. En un edificio, los pilares soportan el forjado que tienen justo encima, además del peso del resto del edificio. Si los pilares son redondos, se llaman columnas. Aprendamos analizar las fuerzas que actúan sobre una estructura Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 41 Vigas: Son elementos estructurales que normalmente se colocan en posición horizontal, que se apoyan sobre los pilares, destinados a soportar cargas. En un edificio forman parte del forjado. Ejemplos de vigas son, los rieles de las cortinas, los travesaños horizontales de debajo del tablero en el pupitre o en la silla, el marco de la ventana o de la puerta, etc. Dintel: Viga maciza que se apoya horizontalmente sobre dos soportes verticales y que cierra huecos tales como ventanas y puertas. Tirantes: Con objeto de dar rigidez a las estructuras se dispone de unos elementos simples que se colocan entre las vigas y los pilares. Por ejemplo, las tijeras de los andamios (oblicuas), esa barra horizontal donde apoyas los pies en el pupitre, etc. Tensores: Su misión es parecida a la de los tirantes, pero éstos son normalmente cables, como los cables que sostienen la barra de gimnasia, o sujetan una tienda de camping, etc. Cerchas que son un caso especial de vigas formada por un conjunto de barras formando una estructura triangular. Se usan normalmente en los techos de las naves industriales. Es decir, es una estructura triangular construida con barras de acero o madera que forman tejados. Construcción Rural 42 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Los perfiles: son todas aquellas barras de acero que tienen una forma especial. se emplean para conseguir estructuras más ligeras que soportan grandes pesos con poca cantidad de material. El nombre del perfil viene dado por la forma de la superficie lateral: I, U, T, L… Estos aceros se usan en las vigas, pilares y tirantes. Cimientos: es el elemento encargado de soportary repartir por el suelo todo el peso de la estructura. Gracias a la cimentación, el peso total de la estructura no va directamente al suelo (sin cimientos un edificio podría hundirse como una estructura de palillos levantada sobre mantequilla) los pilares de la estructura no se clavan en el terreno y se hunden en él. Los cimientos funcionan como los zapatos del edificio. En definitiva, con los cimientos evitamos que el edificio se hunda en el terreno y al mismo tiempo logramos que permanezca estable. LAS FUERZAS QUE SOPORTA UNA ESTRUCTURA. Una estructura tiene que soportar su propio peso, el de las cargas que sujetan y también fuerzas exteriores como el viento, las olas, etc. Por eso, cada elemento de una estructura tiene que resistir diversos tipos de fuerzas sin deformarse ni romperse. Los tipos de fuerza más importantes que soportan son: 1 – Tracción: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que tienden a estirarlo, el cuerpo sufre tracción. Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 43 Es el tipo de esfuerzo que soportan los tirantes y los tensores. 2 – Compresión: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que tienden a comprimirlo, el cuerpo sufre compresión. Es el tipo de esfuerzo que soportan los pilares y los cimientos. 3 – Flexión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblarlo, el cuerpo sufre flexión. Es el tipo de esfuerzo que soportan las vigas y las cerchas. 4 - Torsión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a retorcerlo, el cuerpo sufre torsión. Es el tipo de esfuerzo que soporta una llave girando en una cerradura. 5 - Cortadura o cizalladura: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a cortarlo o desgarrarlo, el cuerpo sufre cortadura. Es el tipo de esfuerzo que sufre la zona del trampolín de piscina unida a la torre o la zona de unión entre una viga y un pilar No TIPO DE ESFUERZO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 En los dibujos siguientes determina el tipo de esfuerzo al que están sometidos los elementos señalados Construcción Rural 44 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Actividad de Aprendizaje15 de la Unidad Didáctica I: Cálculo de estructuras Método de las juntas o nudos El método de las juntas implica dibujar diagramas de cuerpo libre de las juntas de una armadura, una por una, y usar las ecuaciones de equilibrio para determinar las fuerzas axiales en las barras. Por lo general, antes debemos dibujar un diagrama de toda la armadura (es decir, tratar la armadura como un solo cuerpo) y calcular las reacciones en sus soportes, tiene barras de 2 metros de longitud y soporta cargas en B y D. Dibujamos su diagrama de cuerpo libre. De las ecuaciones de equilibrio . Antes de iniciar el desarrollo de las actividades es necesario aprender a resolver ejercicios por medio del método de los nodos: Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 45 Construcción Rural 46 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 47 Construcción Rural 48 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 49 Determine la fuerza en cada uno de los miembros de la armadura Howe para techo mostrada en la figura. Construcción Rural 50 Ing. Civil Raúl Prado Paucay Actividad de Aprendizaje 16 de la Unidad Didáctica I: Cálculo de vigas y columnas Viga biapoyada La viga biapoyada es probablemente la estructura más simple de estructuras de edificación. Pero es que además es muy frecuente, sobre todo en ciertos sistemas constructivos, como en madera. Merece la pena comenzar por aquí. Cálculo de Reacciones El primer paso es identificarlas, de acuerdo con el tipo de sustentación establecida, y además fijar a priori su sentido. En este caso, la sustentación en A, un apoyo en deslizamiento o carrito, coacciona el movimiento vertical. Aparece, por tanto, una sola reacción que además debe ser vertical. El sentido asignado a priori es totalmente arbitrario. Si luego el valor obtenido tuviera signo negativo simplemente se cambia el sentido inicialmente supuesto. A partir de aquí se irán planteando una y otra vez las condiciones de equilibrio global o de una parte de la estructura. Es importante observar no obstante que el criterio de signos para plantear dicho equilibrio es a su vez arbitrario. Veamos esta cuestión con el equilibrio global de momentos. Primero se considera positivo el sentido antihorario. El signo negativo indica que la reacción vertical en B es hacia arriba, y no hacia abajo como inicialmente asumimos. Y si ahora se asume positivo el sentido horario, se Es necesario aprender a resolver problemas de viga y columna Construcción Rural Ing. Civil Raúl Prado Paucay 51 comprueba que el resultado, como no podría ser de otro modo, es el mismo (matemáticamente no se ha hecho más que multiplicara ambos lados de la ecuación por -1, lo que produce una ecuación idéntica). Y lo mismo sucedería con cualquier otra ecuación de equilibrio. Se han usado entonces dos criterios de signos independientes y además arbitrarios, unos para el sentido de las reacciones y otro para establecer las ecuaciones de equilibrio. En este caso, para el cálculo por ejemplo de Ay, en lugar de usar el equilibrio de fuerzas verticales, que supondría usar el resultado de By (que podría ser erróneo), si se toman momentos en B se obtiene una ecuación cuya única incógnita es la buscada, Ay; y eso da robustez al cálculo. El equilibrio global de fuerzas horizontales da una ecuación trivial. Realmente hubiera sido razonable haber comenzado por ahí. Al haber obtenido las reacciones verticales mediante dos ecuaciones independientes de momentos permite verificar la consistencia de dichos resultados mediante la ecuación el equilibrio global de fuerzas verticales, no usada todavía: Cálculo de Esfuerzos En la Figura se han numerado los cortes que se van a dar para una mayor claridad. Ahora además dibujamos el sentido correcto de las reacciones y su valor Como se ha dicho, para calcular los esfuerzos procederemos a realizar cortes y plantear el equilibrio de una parte de la estructura. Al realizar los cortes nos podremos quedar con cualquiera de las partes, ya que todas ellas deben estar en equilibrio. Lo razonable es optar por la opción más sencilla. Construcción Rural 52 Ing. Civil Raúl Prado Paucay En este caso sería la parte izquierda, aunque como primer ejemplo se analizarán ambos lados. Para plantear el equilibrio, y respecto al criterio de signos, se procede como con las reacciones: se puede asumir a priori un signo de los esfuerzos. De nuevo se trata de un criterio arbitrario. Pero como el criterio de signos de los esfuerzos está definido a priori, en este caso es más que razonable usar dicho signo como convenio permanente en cada problema. En lo que sigue supongamos positivo el siguiente convenio mostrado en la Figura: Al analizar un corte se puede ver el problema de dos modos. MODO 1: Mirando a la parte eliminada. Los esfuerzos no son más que el efecto estático de la parte eliminada sobre la parte escogida. Si se trata de fuerzas, es esfuerzo es el sumatorio de las fuerzas eliminadas, y con su mismo signo. Si se trata de momentos, el esfuerzo es el momento de las acciones eliminadas en el centro de gravedad de la sección de referencia, y también con el mismo signo. MODO 2. Mirando a la parte que queda. Los esfuerzos son las fuerzas internas que cierran el equilibrio en esa parte. Se pueden ver estas dos formas de atacar el problema en lo