Programa de estudios de ingeniería civil GATE

Código de asunto: CE

Estructura del curso

Secciones / Unidades	Temas
Section A	Engineering Mathematics
Unidad 1	Álgebra lineal
Unidad 2	Cálculo
Unidad 3	Ecuación diferencial ordinaria (EDO)
Unidad 4	Ecuación diferencial parcial (PDE)
Unidad 5	Probabilidades y estadísticas
Unidad 6	Métodos numéricos
Section B	Structural Engineering
Unidad 1	Ingeniería Mecánica
Unidad 2	Mecánica sólida
Unidad 3	Análisis estructural
Unidad 4	Gestión y materiales de construcción
Unidad 5	Estructuras de hormigón
Unidad 6	Estructuras de acero
Section C	Geotechnical Engineering
Unidad 1	Mecánica de suelos
Unidad 2	Ingeniería de cimientos
Section D	Water Resources Engineering
Unidad 1	Mecánica de fluidos
Unidad 2	Hidráulica
Unidad 3	Hidrología
Unidad 4	Riego
Section E	Environmental Engineering
Unidad 1	Agua y aguas residuales
Unidad 2	La contaminación del aire
Unidad 3	Residuos sólidos municipales
Unidad 4	La contaminación acústica
Section F	Transportation Engineering
Unidad 1	Infraestructura de transporte
Unidad 2	Pavimentos de carreteras
Unidad 3	Ingeniería de tráfico
Section G	Geomatics Engineering

Programa del curso

Section A: Engineering Mathematics

Unit 1: Linear Algebra

Álgebra de matrices
Sistemas de ecuaciones lineales
Valores propios y vectores propios

Unit 2: Calculus

Funciones de una sola variable
Límite, continuidad y diferenciabilidad
Teoremas del valor medio
Máximos y mínimos locales
Serie Taylor y Maclaurin
Evaluación de integrales definidas e indefinidas
aplicación de integral definida para obtener área y volumen
Derivadas parciales
Derivado total
Gradient
Divergencia y rizo
Identidades vectoriales
Derivadas direccionales
Line
Integrales de superficie y volumen
Stokes
Teoremas de Gauss y Green

Unit 3: Ordinary Differential Equation (ODE)

Ecuaciones de primer orden (lineales y no lineales)
ecuaciones lineales de orden superior con coeficientes constantes
Ecuaciones de Euler-Cauchy
La transformada de Laplace y su aplicación en la resolución de EDO lineales
Problemas de valor inicial y límite

Unit 4: Partial Differential Equation (PDE)

series de Fourier
separación de variables
soluciones de la ecuación de difusión unidimensional
Ecuación de onda unidimensional de primer y segundo orden y ecuación de Laplace bidimensional.

Unit 5: Probability and Statistics

Definiciones de teoremas de probabilidad y muestreo
La probabilidad condicional
Variables aleatorias discretas
Distribuciones de Poisson y Binomial
Variables aleatorias continuas
Distribuciones normales y exponenciales
Estadística descriptiva: media, mediana, moda y desviación estándar
Prueba de hipótesis

Unit 6: Numerical Methods

Exactitud y precisión; análisis de errores
Soluciones numéricas de ecuaciones algebraicas lineales y no lineales
Aproximación de mínimos cuadrados
Polinomios de Newton y Lagrange
diferenciación numérica
Integración por regla trapezoidal y de Simpson
Métodos de uno y varios pasos para ecuaciones diferenciales de primer orden

Section B: Structural Engineering

Unit 1: Engineering Mechanics

Sistema de fuerzas, diagramas de cuerpo libre, ecuaciones de equilibrio
Fuerzas internas en estructuras
Fricción y sus aplicaciones
Cinemática de masa puntual y cuerpo rígido
Centro de masa
Ecuaciones de movimiento de Euler
Impulse-momentum
Métodos energéticos
Principios del trabajo virtual

Unit 2: Solid Mechanics

Momento flector y esfuerzo cortante en vigas determinadas estáticamente
Relaciones simples de tensión y tensión
Teorías de fracasos
Teoría de flexión simple, esfuerzos de flexión y cortante, centro de cortante
Torsión uniforme, pandeo de la columna, esfuerzos de flexión combinados y directos

Unit 3: Structural Analysis

Estructuras estáticamente determinadas e indeterminadas por métodos de fuerza / energía
Método de superposición
Análisis de cerchas, arcos, vigas, cables y marcos
Métodos de desplazamiento -
- Métodos de distribución de momentos y deflexión de pendientes
Líneas de influencia
Métodos de rigidez y flexibilidad de análisis estructural.

Unit 4: Construction Materials and Management

Materiales de construcción -
- Acero estructural - composición
- Propiedades y comportamiento de los materiales
Hormigón - constituyentes -
- Diseño de mezcla
- Propiedades a corto y largo plazo
- Ladrillos y mortero
- Timber
- Bitumen
Gestión de la construcción -
- Tipos de proyectos de construcción
- Contratos de licitación y construcción
- Análisis de tarifas y especificaciones estándar
- Estimación de costos
- Planificación de proyectos y análisis de redes: PERT y CPM

Unit 5: Concrete Structures

Conceptos de diseño de tensión de trabajo, estado límite y carga última
Diseño de vigas, losas, columnas
Longitud de enlace y desarrollo
Hormigón pretensado
Análisis de secciones de vigas en cargas de transferencia y servicio.

Unit 6: Steel Structures

Conceptos de diseño de estrés de trabajo y estado límite
Diseño de elementos de tracción y compresión, vigas y vigas-columnas, bases de columnas.
Conexiones: simples y excéntricas, conexiones viga-columna, vigas de placa y armaduras
Análisis plástico de vigas y pórticos

Section C: Geotechnical Engineering

Unit 1: Soil Mechanics

Origen de los suelos, estructura del suelo y tejido.
Sistema trifásico y relaciones de fase, propiedades de índice
Sistema de clasificación de suelos estándar unificado e indio
Permeabilidad: flujo unidimensional, ley de Darcy
Filtraciones a través del suelo: flujo bidimensional, redes de flujo, presión de elevación, tuberías
Principio de estrés efectivo, capilaridad, fuerza de filtración y condición de arenas movedizas
Compactación en condiciones de laboratorio y de campo
Consolidación unidimensional, tasa de consolidación en el tiempo
Círculo de Mohr, trayectorias de tensión, parámetros de resistencia al corte total y efectiva, características de arcillas y arena

Unit 2: Foundation Engineering

Investigaciones del subsuelo -
- Scope
- Perforación de orificios
- Sampling
- Prueba de carga de placa
- Penetración estándar
- Pruebas de penetración de cono
Teorías de la presión terrestre: Rankine y Coulomb
Estabilidad de pendientes -
- Pendientes finitas e infinitas
- Método de rodajas
- Método del obispo
Distribución de estrés en suelos -
- Teorías de Boussinesq y Westergaard
- Bombillas de presión
Cimentaciones superficiales -
- Teorías de la capacidad de carga de Terzaghi y Meyerhoff
- Efecto del nivel freático
Cimentación combinada de zapata y balsa
Presión de contacto
Análisis de asentamientos en arenas y arcillas
Cimentaciones profundas -
- Tipos de pilas
- Fórmulas dinámicas y estáticas
- Capacidad de carga de pilotes en arenas y arcillas
- Prueba de carga de pilotes
- Fricción cutánea negativa

Section D: Water Resources Engineering

Unit 1: Fluid Mechanics

Propiedades de los fluidos, estática de fluidos
Continuidad, momento, energía y ecuaciones correspondientes.
Flujo potencial, aplicaciones de ecuaciones de momento y energía
Flujo laminar y turbulento
Flujo en tuberías, redes de tuberías.
Concepto de capa límite y su crecimiento

Unit 2: Hydraulics

Fuerzas sobre cuerpos sumergidos
Medición de caudal en canales y tuberías
Análisis dimensional y similitud hidráulica
Cinemática de flujo, triángulos de velocidad
Conceptos básicos de máquinas hidráulicas, velocidad específica de bombas y turbinas
Hidráulica de canal -
- Relaciones de profundidad energética
- Energía específica
- Flujo crítico
- Perfil de pendiente
- Salto hidraulico
- Flujo uniforme y flujo gradualmente variado

Unit 3: Hydrology

Ciclo hidrológico
Precipitation
Evaporation
Evapo-transpiration
Watershed
Infiltration
Hidrogramas unitarios
Análisis de hidrograma
Estimación y enrutamiento de inundaciones
Capacidad del reservorio
Enrutamiento de reservorios y canales
Modelos de escorrentía superficial
Hidrología de aguas subterráneas: hidráulica de pozos y acuíferos en estado estacionario
Aplicación de la ley de darcy

Unit 4: Irrigation

Deber, delta, estimación de evapo-transpiración
Requerimientos de agua para cultivos
Diseño de canales revestidos y no revestidos, obras de cabecera, presas de gravedad y aliviaderos
Diseño de vertederos sobre cimentación permeable
Tipos de sistemas de riego, métodos de riego.
Registro y drenaje de agua
Obras de regulación de canales, estructuras de drenaje transversal, desagües y escapes

Section E: Environmental Engineering

Unit 1: Water and Waste Water

Estándares de calidad, procesos unitarios básicos y operaciones para el tratamiento del agua
Normas de agua potable -
- Requerimientos de agua
- Operaciones unitarias básicas y procesos unitarios para el tratamiento de aguas superficiales
- Distribución de agua
Tratamiento de aguas residuales y alcantarillado, cantidad y características de las aguas residuales
Tratamiento primario, secundario y terciario de aguas residuales, estándares de descarga de efluentes
Tratamiento de aguas residuales domésticas -
- Cantidad de características de las aguas residuales domésticas.
- Tratamiento primario y secundario
Operaciones unitarias y procesos unitarios de aguas residuales domésticas -
- Eliminación de lodos

Unit 2: Air Pollution

Tipos de contaminantes, sus fuentes e impactos, meteorología de la contaminación del aire, control de la contaminación del aire, estándares y límites de calidad del aire

Unit 3: Municipal Solid Wastes

Characteristics
Generation
Recolección y transporte de residuos sólidos
Sistemas de ingeniería para la gestión de residuos sólidos (reutilización / reciclaje, recuperación de energía, tratamiento y eliminación)

Unit 4: Noise Pollution

Impactos del ruido
Límites permisibles de contaminación acústica
Medida de ruido
Control de la contaminación acústica

Section F: Transportation Engineering

Unit 1: Transportation Infrastructure

Estudios de ingeniería y alineación de carreteras
Diseño geométrico de carreteras -
- Elementos transversales
- Distancias visuales
- Alineaciones horizontales y verticales
Diseño geométrico de vía férrea.
Longitud de la pista del aeropuerto, calles de rodaje y diseño de calles de salida

Unit 2: Highway Pavements

Materiales para carreteras: propiedades deseables y pruebas de control de calidad
Diseño de pavimentos bituminosos
Factores de diseño para pavimentos rígidos y flexibles
Diseño de pavimento flexible mediante IRC: 37-2012
Diseño de pavimentos rígidos mediante IRC: 58-2011
Angustias en pavimentos de hormigón

Unit 3: Traffic Engineering

Estudios de tráfico sobre flujo, velocidad, tiempo de viaje: estudio de demora y DO, PCU, factor de hora pico, estudio de estacionamiento, estudio y análisis de accidentes, análisis estadístico de datos de tráfico
Parámetros microscópicos y macroscópicos del flujo de tráfico, relaciones fundamentales
Dispositivos de control, diseño de señales por el método Webster
Tipos de intersecciones y canalización
Capacidad vial y nivel de servicio de carreteras rurales y vías urbanas

Section G: Geomatics Engineering

Principios de la topografía
Errores y su ajuste
Mapas: escala, sistema de coordenadas
Medición de distancias y ángulos: nivelación y nivelación trigonométrica
Levantamiento transversal y triangulación
Estacion total
Curvas horizontales y verticales
Fotogrametría:
- Escala, altura de vuelo
- Detección remota: conceptos básicos, plataforma y sensores, interpretación visual de imágenes
- Conceptos básicos del sistema de información geográfica (GIS) y el sistema de posicionamiento geográfico (GPS)

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