Portafolio de Estructuras II

PORTAFOLIO 2021-1

624

Ivan Izquierdo

EST RUCTURAS II

MARIA CAMILA HEREDIA 2

0

1

8

2

Facultad de Ingenieria y Arquitectura Carrera de Arquitectura - Construcciones y Estructuras Ciclo 2021-1

1

3

9

CONTENIDO

T01

CONCEPTOS - ESTRUCTURAs

4

CG 4 / CG 5 / CG 10

T02

metrado de cargas

8

CG 1 / CG 8 / CG 10

T03

DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE & MOMENTO FLECTOR

10

PRACTICA CALIFICADA 1

12

CG 1 / CG 8

PC1

CG 1 / CG 8

PC2

PRACTICA CALIFICADA 2

18

CG 1 / CG 8 / CG 10

CV

CURRICULUM VITAE

24

IC

INFORMACIÓN DEL CURSO

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t01

CONCEPTOS - ESTRUCTURAs

REQUISITOS FUNDAMENTALES Delimitar y cerrar espacios: Vivienda, industria, entretenimiento, comercio, etc.

Conectar dos puntos: Puentes, carreteras, túneles, etc.

Resistir la acción de fuerzas de la naturaleza: Presas de embalse, muros de contención, etc.

EXIGENCIAS ESTRUCTURALES EQUILIBRIO: Garantiza que el edificio, estructura o una parte componente de él no se mueva. ejemplo: Un ascensor de 500kg, sostenido por un cable de acero conectado con una polea a un contrapeso de igual valor.

Si de este sistema extraemos el cable soportando el peso del ascensor y se encuentra en reposo, el cable ejercerá sobre el ascensor una fuerza de igual valor.

El peso del ascensor y T 500KG la tracción en el cable son iguales, “se W anulan”,el ascensor 500KG esta en equilibrio

FUNCIONALIDAD: Determina la influencia de las estructuras sobre la finalidad para la que se construye el edificio. ejemplo: Los puentes colgantes no deben oscilar de manera de incomodar el transito peatonal y vehicular.

4

ESTABILIDAD: La exigencia de estabilidad se relaciona al peligro de movimientos inaceptables de la estructura en su totalidad

RESISTENCIA: Relaciona la integridad de la estructura con cada una de sus partes bajo todas la cargas actuantes posibles.

ejemplo:

1

Se establecen las cargas que actuarán sobre cada elemento

2

Determinar los esfuerzos que estas cargas producen sobre los elementos de la estructura

3

Se comparan los esfuerzos admisibles.

Si un edificio no esta correctamente arraigado a la tierra y equilibrado por su propio peso, podría volcarse al someterse a cargas de viento y sismo.

ECONOMIA: Realizar comparativos de costos asociados a diversos sistemas de estructuración y cumpliendo la normativa vigente y la funcionalidad se escoge la mas económica factores: - Mano de obra y materiales - Mantenimiento - Tiempo - Reglamentaciones específicas

ESTÉTICA: El arquitecto define características estéticas y esto a su vez fija limitaciones al sistema estructural.

En algunos casos el arquitecto consulta al ingeniero y ambos participan de la concepción de la obra, haciendo que la estructura sea una parte integral de la expresión arquitectónica.

INFOGRAFIA

CONCEPTOS ESTRUCTURALES ALBAÑILERIA:

MORTERO:

ALBAÑILERIA CONFINADA:

ARRIOSTRE EN MUROS:

CONFINAMIENTO:

Es la distancia libre vertical entre los elementos de arriostre

Elementos de refuerzo horizontal o vertical, da estabilidad y resistencia a muros portantes y no portantes para cargas perpendiculares.

CARGA: Es la fuerza externa que actúa sobre un cuerpo

BORDE LIBRE DE MUROS: Extremo horizontal o vertical, no arriostrado de un muro.

COMPRESIÓN:

TRACCIÓN:

FUERZA: Causa física capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo

CORTANTE:

DEFORMACIÓN LONGITUDINAL: Variación de la longitud de un cuerpo por una fuerza externa.

ESFUERZO: Intensidad de unidad de área

MÓDULO DE ELASTICIDAD: por

Relación entre el esfuerzo normal y la deformación unitaria.

HILADA:

Franja horizontal del muro compuesto por una capa de mortero y unidades de albañilería.

JUNTA: Espacio horizontal o vertical, rellena de mortero, entre dos unidades de albañilería

MOMENTO DE INERCIA: Resistencia que presentan los cuerpos a la rotación

MURO PORTANTE:

TABIQUES:

UNID. DE ALBAÑILERIA: Ladrillos de arcilla, ladrillo sílico calcáreo o bloque hueco de concreto.

SUCCIÓN:

COLUMNA:

VIGA:

MURO DE CORTE:

ZAPATA:

PILOTE:

Sistema estructural formado por unidades de albañilería unidas mediante una mezcla llamada mortero.

ALTURA EFECTIVA MUROS (H):

DE

Condición que se da sobre un cuerpo cuando las fuerzas que actúan sobre él tienden a alargarlo o estirarlo

Muro cuya función es la de transmitir cargas horizontales y/o verticales de un nivel al nivel inferior o a la cimentación.

Capacidad que tiene una unidad de albañilería para absorber agua.

Elemento estructural usado para proporcionar rigidez lateral y absorber % importantes del cortante horizontal sísmico.

Mezcla de arena, cemento y agua, sirve para unir las unidades de albañilería.

fuerza

Muro cuya función es separar ambientes o límites de espacio.

Estos muros llevan cargas solo producto de su peso propio.

Elemento estructural vertical que se usa para resistir carga axial de compresión.

Parte de la cimentación de una estructura que reparte y transmite carga directamente al terreno.

Albañilería reforzada con elementos de confinamiento de acuerdo con las normas técnicas de edificaciones 070.

Conjunto de elementos de refuerzo, horizontales y verticales cuya función es la de proveer unidad y ductilidad a un muro.

Condición que se da sobre un cuerpo cuando las fuerzas que actúan sobre él tienden a acortarlo o aplastarlo.

Condición en la que se encuentra sometida un cuerpo cuando las fuerzas que actúan sobre él, lo hacen en forma perpendicular al eje longitudinal.

Elemento estructural horizontal que trabaja fundamentalmente a flexión.

Elemento estructural esbelto introducido o vaciado dentro del terreno.

APLICACIÓN Todos estos conceptos descritos y brevemente explicados nos ayudan a entender el comportamiento y reglas estructurales que debemos seguir para un correcto empleo de la carrera de arquitectura, evitar desastres y tener un mejor desempeño en la construcción y proceso de un proyecto a realizar en el futuro profesional.

5

ALBAÑILERIA CONFINADA ¿QUÉ ES? Es un sistema constructivo formado por muro de ladrillos, reforzado en los extremos por columnas de amarre y en la parte superior por una viga solera de concreto armando.

Siempre de acuerdo con las normas técnicas de edificaciones 070.

DEFINICIÓN DE CONFINAMIENTO Conjunto de elementos de refuerzo, horizontales y verticales cuya función es la de proveer unidad y ductilidad a un muro.

Confinar

ELEMENTOS...

CIMENTACIÓN

En este sistema constructivo se utiliza el cimiento corrido que es el encargado de soportar toda la carga de la edificación. Las medidas del cimiento y sobrecimiento dependen del tipo de suelo y la carga total.

SOBRECIMIENTO

CIMIENTO

Conecta el cimiento con el muro para que estos no se humedezcan. La separación de muro a suelo es de un mínimo de 20 cm y el sobrecimiento debe sobre salir 10 cm del suelo.

Su función es transmitir el peso directamente al suelo. Tener una profundidad mínima de 80 cm apoyandose sobre el terreno natural.

MUROS

Durante un sismo la vivienda es sacudida con fuerza en distintas direcciones (X, Y), por lo que, la edificación debe tener muros dispuestos a lo largo de dichas direcciones, de modo que le proporcionen fortaleza.

TABIQUES

No resisten ni transmiten ninguna carga solo tienen como función dividir los espacios. Normalmente son de ladrillo pandereta y mortero.

MUROS PORTANTES

Transfiere y soporta las cargas de la misma edifición y de las fuerzas externas. Utiliza ladrillo King Kong tipo IV o industrial, el cual resiste 120 kg/cm2 aprox.

De cabeza Muro de 25 cm

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ASENTADOS

De soga Muro de 15 cm

CONSIDERACIONES DE DISEÑO Las columnas o elementos de confinamiento vertical, tienen como función principal aumentar la capacidad de deformación o flexión del muro ante la fuerza sísmica.

Se debe de considerar el espacio necesario en los muros para las instalaciones eléctricas y sanitarias, y evitar picar debilitando el muro.

LOSA ALIGERADA

Es la losa que se apoya en lo que se encuentra debajo y transmite las cargas a ellas. También, une las columnas, vigas y los muros para que de esta manera toda la estructura trabaje en conjunto.

Formado por ladrillos de techo (no estructurales) separados 10 cm cada uno y este es rellenado con concreto armado.

Refuerzo

UNIÓN MURO Y COLUMNA

La separación máxima entre colunas es 2 veces la altura del muro.

Cada 3 m si son de soga, cada 5 m si son de cabeza. Longitud mínima de columna es 20 cm.

Además, se debe tener en cuenta que las columnas deben seguir en todos los pisos. Existen dos maneras en las que se puede unir el muro con la columna

CHICOTES O MECHAS DE ANCLAJE

ENDENTADO

Según la norma E-070 el resto del ladrillo excedente no debe de exceder de los 5 cm ni ser menor a 2.5 cm, de lo contrario se formarán cangrejeras.

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t02

metrado de cargas

TAREA GRUPAL

LOSA COLABORANTE Es una lámina de acero trapezoidal galvanizada utilizada para diseño de losas compuestas.

La lámina galvanizada funciona como acero de refuerzo positivo, eliminando la necesidad de varillas de refuerzo y encofrado.

La lámina de acero sujeta a la estructura metálica o de concreto actúa como una plataforma de trabajo segura para el vaciado de concreto.

Cuando el concreto alcanza la resistencia de diseño este interactúa con la placa colaborante adquiriendo el conjunto la resistencia total.

LOSA COLABORANTE PESO PLACA AD900 – GAGE22:

9.16 KG/M2

PESO DE CONCRETO:

185.30 KG/M2

PESO LOSA COLABORANTE:

194.46 KG/M2

EJEMPLO METRADO

VM-02 (W14x22)

2m Cálculo: Wpp: 22lb/pie x 1.5 = 33 kg/m Wlosa: 1m x 195 kg/m2 = 195 kg/m Wcv: 1m x 250 kg/m2 = 250 kg/m

8m

Diagrama: Wcm = 228 kg/m Wcv = 250 kg/m

8m

8

Como encargo en la primera tarea grupal se solicitó realizar el metrado de cargas de una losa colaborante de una viga específica, en la que se complicaba debido a que contaba con otras 3 cargas puntutales sobre ella de vigas que atracezaban. Se realizó el cálculo según lo aprendido en clase y su diagrama de reacciones finales.

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DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE & MOMENTO FLECTOR

t03

fuerza cortante

MOMENTO FLECTOR

El esfuerzo cortante es producido por fuerzas que actuan paralelamente al plano que las resiste.

El aquel que tiende a curvar o flexionar la viga.

dfc

dmf

Nos permite conocer el comportamiento de la fuerza cortante en cada punto de la viga. Se observa las diferencias dependiendo si la carga es puntual, distribuida, etc.

Nos permite conocer el comportamiento de los momentos flectores en cada punto de una viga. A diferencia del DFC las cargas negativas van en la parte superior de la viga en el diagrama a dibujar y las positivas en la inferior.

PROCESO

PROCESO

01.

02.

03.

10

TAREA GRUPAL

Realizar el DCL para luego hallar las reacciones de las fuerzas externas.

FUERZA CORTANTE

Se divide el sistema de fuerzas en tramos para calcular las ecuaciones de fuerza cortante y momento flector de cada uno.

Dibujar los diagramas de fuerza cortante y momento según los resultados obtenidos, se tiende a acabar y partir desde 0.

MOMENTO FLECTOR

A modo de repaso de temas vistos en el curso previo (Estructuras I) se solicito realizar un DFC y DMF sobre la viga escogida a manera de ecuaciones.

NOTA: Se debió de revisar el proceso de calculos de DCL, ya que posteriormente se encontró un error en temas de simbología afectando asi el proceso total y con ello el resultado final junto con los diagramas en donde Momento en x=14 debío de resultar 0 para un mejor diagrama de momento flector.

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pc1

practica calificada 1

METRADO DE CARGAS

ESTRUCTURA CARGA: Fuerza u otras acciones que resulten del peso de los materiales de construcción, usuarios, mobiliario o efectos del medio ambiente.

CARGA MUERTA:

CARGA VIVA:

Aquellos que se mantienen en magnitud constante y con una posición fija durante la vida útil de la estructura.

Es la carga debida a la operación y uso de la construcción, junto a sus habitantes, mobiliario, etc.

camino de cargas 01.

Recoge

02.

03.

Canaliza

04.

05.

Internas y externas

Cargas de fuerzas

Desvía

06.

Cimentación

LOSAS Capaces de sostener las cargas de servicio, asi como su peso propio y el de los acabados. Forman un diafragmarígido intermedio que aporta resistencia sísmica a la edificación.

ALIGERADA EN UNA DIRECCIÓN:

MACIZAS

NERVADAS EN UN SENTIDO:

Son “livianas” conformadas por viguetas de concreto armando y ladrillos huecos de arcilla cocida.

Fabricadas de concreto armado, cubriendo tableros rectangulares o cuadrados. Bordes descansan en las vigas o muros portantes.

Son en base a vigas en un solo sentido, espacio constante y paralelas entre sí.

área tributaria

ÁREA TRIBUTARIA EN UN SENTIDO:

Área cargada de una estructura particular que contribuye en forma directa a la carga aplicada a un elemento específico de la estructura .

Ejemplo metrado

Los elementos que trabajan en 1 sola dirección el área tributaria está limitada por los centros de la distancia entre elementos. Las áreas tributarias son de forma rectangular.

Cálculo: Wpp: o.4m x 0.7x 2400kg/m3 = 672 kg.m Waligerado: 2m x 300kg/m2 = 600 kg/m Wpiso terminado: 2m+0.4m x 100 kg/m2=240 kg/m Wcv: 2.4m x 250 kg/m2= 600 kg/m Diagrama:

Wcm = 1512 kg/m Wcv = 600 kg/m

5.4m

12

= 1512 kg/m

APLICACIÓN El tema de metrado de cargas en las diferentes losas será un tema muy utilizado para nuestro desarrollo y empleo constructivo profesional como arquitectos. El fin es poder conocer el comportamiento estructural y que las expectativas estéticas vayan de la mano con un correcto diseño estrcutual considerando todos los temas visto en este punto.

En esta primera practica calificada se evaluaron los temas aprendidos el ciclo anterior del curso de Estructuras I y el tema de metrado de cargas en una dirección. Se obtuvo un resultado satisfactorio.

13

14

NOTA: Se tuvo un error en el desarrollo de esta practica en una de las partes iniciales al momento de hallas Momento en A, por lo que se precedió a corregir el ejercicio en la siguiente hoja.

15

16

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pc2

practica calificada 2

ESTRUCTURAS METÁLICAS Estructura a base del empleo de acero estructural. Su gran versatilidad permite desarrollar estructuras aporticadas con losas de concreto intermedias, estructuras de grandes luces libres sin apoyos con coberturas ligeras, etc.

EJEMPLO Pórtico eje2:

VC1 Tipica:

VC1 Central:

VC1 Extremo:

Pcm: 116(6.47)=750.52 kg Pcv: 120(6.47)=776.4 kg

Pcm: 128(6.47)=828.16 kg Pcv: 60(6.47)=776.4 kg

Pcm: 64(6.47)=414.08 kg Pcv: 60(6.47)=383.2 kg

Wpp: 53 x 1.5 = 79.5 kg/m Wpp: 8 x 1.5 = 12 kg/m Wcargas: 4 (10+12+4)=104 kg/m Wcv: 4 x 30 = 120 kg/m

Wpp: 8 x 1.5 x 2= 24 kg/m Wpp: 8 x 1.5 = 12 kg/m Wcargas: 4 (10+12+4)=104 kg/m Wcargas: 2 (10+12+4)=52 kg/m Wcv: 4 x 30 = 120 kg/m Wcv: 2 x 30 = 60 kg/m

Diagrama: Pcm: 414.08 kg Pcv: 383.2 kg

Pcm: 750.52 kg Pcv: 776.4 kg

Pcm: 828.16 kg Pcv: 776.4 kg

Wcm=70.5 kg/m

CÁLCULO DE CORTANTE SÍSMICA Cargas Sísmicas:

Según la teoría de las placas tectónicas la Tierra está cubierta por varias capas de placas duras denominadas litosfera apoyadas sobre una astenosfera suave. El sismo es causado por la abruptura liberación de la deformación acumilada en las placas durante un periodo de tiempo.

Fuerzas producidas por sismos:

Las cargas producidas por los sismos generan movimientos horizotales que ocasionan fuerzas de inercia “F”, que actúan en forma horizontal sobre cada piso de la edificación. El movimiento horizontal es el más importante y es el que genera mayores daños a la estructura.

TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS Ondas de cuerpo:

Ondas de superficie:

Ondas P:

Ondas L (love):

Ondas S:

Ondas R (rayleigh):

Se desplazan a profundidad por la capa solida de la tierra.

También llamadas primarias, longitudinales o compresionales que se propagan en la misma dirección de su propia vibración Secundarias, transversales, de cortante, que se propagan en una dirección perpendicular a su vibración.

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Se desplazan superficialmente.

Desplazamiento de cizalla horizontal

Desplazamiento elíptico vertical.

NORMA PERUANA DE DISEÑO DE SISMO RESISTENTE La Norma E-030 determina la fuerza cortante mediante la expresión.

V=ZUCS R

P

P: Peso de la estructura Z: Factor de Zona U: Factor de Uso C: Factor de Amplificación Sísmica S: Factor de Suelo de acuerdo a las características del mismo R: Facotr de reducción por sistema estructural

PREDIMENSIONAMIENTO De Losas Aligeradas:

Se comportan como un diafragma rígido ante cargas de sismo y de forma relativamente flexible ante carga vertical.

H = Ln / 25

De Losas Macizas:

Se comportan como un diafragma rígido ante cargas de sismo y de forma relativamente rígida ante carga vertical.

H = H aligerado - 5

H: Peralte (espesor de losa) Ln: Longitud del lado mayor

De Vigas:

Se incluye el espesor de la losa. Se pre dimensionan considerando:

H = 1/10 a 1/12 de la luz libre B = 1/2 a 1/3 de la altura H

De Columnas:

Están sometidas a cargas axiales y momento flector, por lo tanto deben ser pre dimensionadas considerando ambos efectos en simultáneo: Columnas centradas:

Área de la columna: P x A x N / 0.45f’c Columnas excéntricas y esquineras:

Área de la columna: P x A x N / 0.35f’c Edificios categoría A P=1,500kg/m2 Edificios categoría B P=1,250kg/m2 Edificios categoría C P=1,000kg/m2 A = Área tributaria N = Número de pisos

(norma

E030):

(norma

E030):

(norma

E030):

APLICACIÓN El metrado de cargas en estructuras metálicas nos ayuda a conocer los elementos y su distribución en las cargas aplicadas, puntuales y/o distribuidas, al ser muy utilizadas en diversos puntos del Perú nos ayuda a conocer y aplicar su proximo diseño. Asimismo, conocer la fuerza cortante sísmica nos ayuda a saber mucho más de los fenómenos que pueden afectar las estructuras y construcciones de nuestro país, con esto podemos realizar un cálculo que nos ayude a soportar con diseños conscientes del peso que cargamos y su capcidad en él frente a las fuerzas verticales y horizontales que se presenten. Además, el predimensionamiento de los diferentes elementos estructurales nos ayuda a saber la dimensión y tamaño necesario que necesitaremos para construir y levantar el edificio a realizar, una vez con este número podemos uniformizar al número más grande con medidas prefabricadas para un mejor costo constructivo.

19

18

2 0 1 8 2 1 3 9

R = 8 x 0.75 R=6 P = 0.6 (50%) = 0.3 0.4 (50%) = 0.2 0.5 P = 8 x 500 + 0.5 P = 4000.5 Centro comercial = 1.3 (U) Tacna = zona 4 = 0.45 (Z) Porticos de acero = 8 (R) Suelo blando = S3 + Z4 = 1.10 (S) Factor de ampliación = 9.5 (C)

V=ZUCS R

P

Niveles = 8

V = 0.45 x 1.3 x 9.5 x 1.10 6

Area = 500 CM = 0.6 CV = 0.4

V = 4076.01

4000.5

Irr. T = 0.75

19

NOTA: No se puedo culminar este ejercicio de predimensionamiento, por lo que a continuación decidi terminarlo de forma correcta.

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NOTA: Se debió de revisar el proceso del calculo de DCL inicial, ya que luego de haber desarrollado la practica completa, se observó un error en Momento A, el cual indica que 100 ton.m es positivo, este sin embargo debió de ser negativo. Gracias a esto los resultados finales se vieron afectados. Sin embargo, el proceso de desarrollo para este ejecicio de DMF y DFC es el correcto.

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CV

CAMILA HEREDIA SOTO

Estudiante de la carrera de Arquitectura, soy una persona con la capacidad para trabajar en equipo, perseverante y tolerante para lograr buenos resultados en diversas situaciones. Me reconozco por ser creativa, responsable y comprometida. Resalto por tener un alto nivel de cooperación y precaución para lograr mis objetivos propuestos.

Me fascina el arte como la danza, el cine y la fotografía. He tenido la oportunidad de conocer otro continente y observar culturas y edificaciones diferentes y poder aprender nuevos métodos y formas de observar al mundo.

CONTACTO 73706893 camiheredia1705@gmail.com _c.heredia.arq camiheredia123 camiheredia1705

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EDUCACIÓN 2006-2012 2013-2017 2018-Actual

Primaria Secundaria Pre-grado

Colegio FAP J. Quiñones Colegio FAP J. Quiñones Universidad de Lima

IDIOMA Castellano

(Natal)

Inglés Alemán

PROGRAMA Autocad Revit Photoshop Illustrator

Sketchup MS Office TwinMotion V-ray

INTERESES Danza - Fotografía - Viaje - Arte

RECONOCIMIENTOS Proyecto de Arquitectura I 2018-1 Dibujo Final seleccionado para exposición Proyecto de Arquitectura IV 2020-1 Proyecto Final seleccionado para exposición

ACTIVIDADES ACADÉMICAS Participación del concurso Bauhaus Campus 2021

LABORAL 2019-2020 Retail Part-time Quicksilver Jockey Plaza

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IC

INFORMACIÓN DEL CURSO NOMBRE DEL CURSO:

Estructuras II SECCIÓN:

624 DOCENTE:

Ivan Izquierdo SUMILLA:

Estructuras II es una asignatura teórica obligatoria donde se analizan las fuerzas en los elementos fundamentales: zapatas, cimientos columnas, muros, vigas y losas, dentro de los sistemas convencionales de muros portantes y pórticos.

OBJETIVO GENERAL:

Describir el comportamiento estructural en los elementos que conforman un sistema arquitectónico, desarrollando el conocimiento del mundo físico el pensamiento creativo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Identificar las diferentes cargas que debe soportar un sistema estructural y la manera en la que estas cargas son transportadas al suelo portante, desarrollando el conocimiento del mundo físico.

2. Resolver sistemas isostáticos usando las ecuaciones de equilibrio y la mecánica de materiales para obtener diagramas de fuerzas internas y esfuerzos en vigas, desarrollando el conocimiento del mundo físico y las competencias matemáticas.

3. Calcular el pre dimensionamiento de los elementos de concreto armado que constituyen una estructura a porticada, desarrollando planos estructurales vinculando el del mundo físico y las competencias matemáticas en proyectos de baja complejidad.

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Cuenta de perfil de issuu: https://issuu.com/camiheredia1705

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