Docencia

Laboratorio ML 029

 Materiales en Ingeniería Civil

Se estudia el comportamiento y propiedades de materiales de construcción comúnmente usados en aplicaciones de Ingeniería Civil tales como concreto, acero, madera, piezas de mampostería, y plásticos. Normas y estándares que describen estos materiales y los ensayos para determinar sus propiedades. Prácticas de laboratorio para el ensayo y estudio de diferentes materiales. Ciencia de los materiales, teorías de falla, flujo plástico, relajación, fatiga, concentración de esfuerzos, vibraciones.  

 
Mecánica de Materiales

Introducción de la mecánica de materiales (repaso de estática, concepto básico de esfuerzos y deformaciones, conceptos básicos de diseño estructural, modelos de comportamiento de materiales). Transformación de esfuerzos y deformaciones (estado de esfuerzo plano, circulo de Mohr). Carga axial- esfuerzos normales (concentración de esfuerzos, teoría de esfuerzo y deformaciones elástica, indeterminación, efectos térmicos, comportamiento no lineal y deformación residual). Carga de torsión- esfuerzos cortantes (teoría de esfuerzo y deformaciones elástica, indeterminación, elementos no circulares y huecos, teoría de esfuerzo y deformación plástica). Carga de flexión- esfuerzos normales (teoría de esfuerzo elástica, diseño de vigas por flexión, elementos construidos de varios materiales, teoría de esfuerzo y deformación plástica). Carga cortante-esfuerzos cortantes (teoría de esfuerzo elástica, elementos de pared delgada, teoría de esfuerzo y deformación plástica). Vigas (deflexión) y columnas (pandeo). 

 
Diseño Estructural 

Introducción a los sistemas estructurales de concreto, las normas, reglamentos y códigos que rigen su diseño (Reglamento Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes - NSR-2010). Conceptos de seguridad estructural, cargas de diseño, comportamiento y las premisas de diseño de concreto reforzado, propiedades físicas y mecánicas del concreto y del acero de refuerzo, fundamentos de la construcción de estructuras de concreto reforzado. Comportamiento de elementos de concreto reforzado sometidos a carga axial sin momento, diseño de elementos a flexión. Cortante y torsión. Adherencia, anclaje, desarrollo y empalmes del acero de refuerzo. Funcionamiento y deflexiones de los elementos de concreto reforzado. Comportamiento y diseño de columnas a flexo-compresión incluyendo problemas de esbeltez. Losas en una y dos direcciones. Principios del análisis de estructuras de concreto. Cimentaciones, muros de contención y diseño de elementos como escaleras y rampas. Diseño sismo resistente de estructuras de concreto reforzado.  

 
Fundamentos de Geotécnia

El curso trata los conceptos básicos de la mecánica de suelos y la iniciación de su aplicación al diseño de estructuras geotécnicas convencionales. Los conceptos básicos de la composición y características de los suelos tienen como fin llegar a explicaciones físicas y descripciones matemáticas del comportamiento del suelo cuando es sometido a cargas monotónicas, haciendo especial énfasis en la respuesta no lineal del suelo. Estos conceptos fundamentales se combinan con experimentos de laboratorio rutinarios, empleados en la práctica geotécnica, y con demostraciones sobre modelos físicos en centrífuga. La clasificación de los suelos, la composición del suelo, el efecto del agua del suelo sobre el comportamiento de estructuras geotécnicas,  la distribución de esfuerzos geo-estáticos, inducidos y generados por excavaciones, la compresibilidad de los diferentes tipos de suelos y la determinación de parámetros de compresibilidad, rigidez y resistencia al corte son las bases que los estudiantes adquieren  en la primare parte del curso.  En la segunda parte, el estudiante es inducido en la aplicación de esas bases en el diseño de estructuras geotécnicas convencionales tratando un problema clásico escogido entre cimentaciones superficiales, muros de contención y estabilidad de taludes, mostrando diferentes metodologías de cálculo para el tratamiento del problema escogido.   

 
Mecánica de Fluidos 

El objetivo del curso es introducir al estudiante en el tema de los fluidos desde el punto de vista de sus propiedades físicas y su comportamiento mecánico. Al final del curso el estudiante estará en capacidad de entender el comportamiento de los fluidos en diferentes situaciones de Ingeniería, con base en la aplicación de las ecuaciones de la física y de métodos numéricos para facilitar los cálculos. El curso hace énfasis en el fluido agua y sus aplicaciones a los problemas de abastecimiento de agua potable, recolección y evacuación de las aguas residuales y pluviales, de operación de estructuras hidráulicas, entre otros. Durante el curso se introducirán los conceptos de ecuaciones de conservación de masa, momentum y energía aplicadas al caso de fluidos. Se hará particular énfasis en las pérdidas por fricción y su efecto sobre el diseño de sistemas de Ingeniería relacionados con el manejo del recurso agua. Los temas generales que se cubren en el curso son: Propiedades de los fluidos, estática de los fluidos, cinemática de los fluidos y ecuaciones de conservación, comportamiento de los fluidos reales (esfuerzos cortantes, distribución de velocidades, pérdidas de energía), análisis dimensional y similitud dinámica, flujo en sistemas de tuberías a presión, diseño de tuberías, aplicaciones. 

Hidráulica

El curso de Hidráulica tiene como objetivo introducir al estudiante en los conceptos de mecánica del movimiento del agua en canales abiertos, con el fin de que posteriormente esté en capacidad de entender el comportamiento de este flujo en las diferentes aplicaciones de la Ingeniería Civil y Ambiental, particularmente en lo referente al abastecimiento de agua potable y a la recolección y evacuación de aguas residuales en un ambiente urbano. Otras aplicaciones son la hidráulica de ríos, los distritos de riego y las estructuras hidráulicas asociadas con presas, plantas de tratamiento y estaciones de bombeo. Los temas que se incluyen en el curso son: aplicación de las ecuaciones de conservación de masa, momentum y energía, aprendidos en el curso de Mecánica de Fluidos, al caso de flujos con superficie libre; energía específica y momentun específico en canales; flujo uniforme en tuberías fluyendo parcialmente llenas y en canales naturales y artificiales; flujo gradualmente variado; flujo rápidamente variado y su impacto en estructuras hidráulicas; diseño de estructuras hidráulica; flujo no permanente en canes abiertos

 
Estructuras Geotécnicas 

Laboratorio ML 038 

El ingeniero civil está frecuentemente confrontado con problemas relacionados con el diseño, la construcción el mantenimiento y eventualmente la reparación de estructuras en las cuales el terreno hace parte integrante de las mismas. El diseño de estas estructuras generalmente está controlado por los esfuerzos o la resistencia del terreno y de los materiales que las constituyen. Este curso presenta una descripción de diferentes tipos de estructuras geotécnicas analizando su comportamiento desde el punto de vista de la deformación o de la resistencia. Las estructuras geotécnicas que se estudian son: los pavimentos, las cimentaciones superficiales y profundas, las estructuras de contención de tierras y la estabilidad de laderas. 
 

Ingeniería de Pavimentos

La calidad y cobertura de la infraestructura vial está directamente relacionada con el desarrollo socio-económico de una región. En el caso colombiano, el mantenimiento de las redes viales actuales y la ampliación de su cobertura a nivel nacional, municipal y urbano son tareas fundamentales para promover la competitividad del país en la región. Dicha ampliación implica el diseño de redes viales que satisfagan las condiciones de demanda presente y futura, y que proporcionen seguridad y comodidad a los usuarios. Por esta razón, el diseño, construcción y mantenimiento de las estructuras de pavimentos y obras anexas son elementos esenciales para garantizar vías de alta calidad. Bajo este contexto, es claro que el país requiere profesionales capaces de diseñar y dirigir proyectos de pavimentación de alta calidad y duración. Este curso pretende contribuir a la formación de ingenieros civiles que participen en el desarrollo de una infraestructura vial acorde a las necesidades del país. 

Este laboratorio es único en su clase y la mayoría de los montajes y piezas fueron diseñados en Uniandes; la instrumentación y algunas estructuras fueron compradas a la empresa PASCO. Este laboratorio se desarrolla en la Plaza de Aprendizaje Activo ubicada en el sótano 1 del edificio Mario Laserna. El laboratorio permite el trabajo colaborativo, facilita el aprendizaje activo y ayuda a los estudiantes a aclarar los conceptos vistos en clase. En el primer tipo, se usan modelos de estructuras a escala reducida y sensores conectados a los computadores de la sala. En estas prácticas los estudiantes aplican fuerzas y miden desplazamientos, reacciones y fuerzas internas en diferentes tipos de estructuras. También, predicen los valores medidos usando los conceptos de clase. En el segundo tipo de práctica, el estudiante se ejercita en el uso del programa de computador SAP2000. Esto se hace resolviendo ejercicios mediante el uso de un procedimiento paso-a-paso entregado al estudiante en la guía del laboratorio. Finalmente, en el tercer tipo de práctica, el estudiante desarrolla actividades requeridas en el proyecto final del curso. En estas sesiones, el estudiante aplica los conocimientos adquiridos en clase para realizar el análisis estructural de un edificio sencillo de cinco pisos.