Análisis comparativo del comportamiento de marcos planos en función de la consideración de segmentos rígidos en los nodos
Creators: name: Jiménez Rios, Alejandro
Publisher: name: Zenodo
Year: 2014
Subjects: subject: Civil Engineering
subject: FOS: Civil engineering
subject: Structural Engineering
subject: Matrix Analysis
subject: Concrete Frames

description: El análisis estructural abarca el procedimiento mediante el cual se determina la respuesta de una estructura ante las distintas acciones externas que actúan en ella a lo largo de su vida útil. Este procedimiento se puede dividir en tres etapas que son: a) Modelar la estructura.<br> b) Determinar las acciones de diseño.<br> c) Determinar los efectos de las acciones de diseño en el modelo de estructura elegido. El propósito de este proyecto es aportar en la primera de estas etapas al presentar un modelo que se apegue más a la realidad y que por lo tanto proporcione resultados que concuerden mejor con lo que se pudiera presentar en campo en este tipo de estructuras. La importancia de esto estriba en la necesidad de representar nuestro modelo lo más realista posible ya que si no tomamos en cuenta este aspecto los resultados obtenidos aún con los mejores y más avanzados métodos de análisis no representarán de una manera adecuada el comportamiento de nuestra estructura y su respuesta ante las acciones externas actuantes en ella. No se busca modificar lo establecido en reglamentos de diseño o construcción ni tampoco establecer nuevos parámetros de diseño. Este trabajo busca profundizar un poco más en los temas de Análisis Estructural e ir más allá de lo visto en las clases impartidas en la licenciatura. Más específicamente, este trabajo se enfoca en el análisis de estructuras por el método matricial de las rigideces o también llamado de desplazamientos. Presentaremos la inclusión de los segmentos rígidos en los nodos y de la influencia que estos pueden tener en el análisis de una estructura, sobre todo en el valor de los desplazamientos calculados de esta. Para esto desarrollaremos este planteamiento desde tres enfoques distintos, el primero es una relación estática entre grados de libertad y elementos mecánicos que involucra el desarrollo de la matriz de flexibilidades de un elemento marco, y con la ayuda de una matriz de relación estática podremos obtener la matriz de rigideces de dicho elemento. El segundo es un planteamiento basado en condensación estática en el cual de inicio se plantea la existencia de tres elementos en lugar de solo uno, pero gracias a este proceso podremos disminuir los grados de libertad a tratar en la solución del sistema, obteniendo una matriz de rigidez de una especie de macro elemento, y finalmente en un capítulo subsecuente desarrollaremos un planteamiento basado en transformaciones cinemáticas. Dada la dependencia directa que se presenta en los grados de libertad en el extremo con respecto a los que están en el límite del segmento rígido, se generará una matriz extra de transformación que modificará la matriz de rigideces del elemento incluyendo así la influencia de los segmentos rígidos en el análisis de la estructura. Inicialmente presentamos un capitulo referente a los antecedentes de esta área de estudio dentro del cual tratamos de manera somera los hechos más importantes que han contribuido en el desarrollo y en la gran importancia que tiene actualmente el análisis estructural matricial. Después ahondamos un poco en los conceptos básicos que nos ayudan a comprender y manejar esta poderosa herramienta. Concluiremos este capítulo con un resumen del procedimiento que se debe de seguir para aplicar el método matricial para la obtención de los desplazamientos en una estructura. A continuación presentamos el tema de los segmentos rígidos en los elementos y su influencia en el comportamiento de una estructura lo cual es el punto principal de este trabajo de tesis. Igualmente desarrollamos el primero de los enfoques mencionados y en dos capítulos subsiguientes cubrimos los otros dos enfoques restantes. Una vez que se han expuesto los conceptos básicos y la teoría de la inclusión de estos elementos en el análisis estructural proseguimos a la aplicación práctica mediante el uso de algunos ejemplos que nos permitirán llevar a cabo el análisis comparativo del que es objeto este proyecto. Finalmente presentamos el análisis de los resultados y las conclusiones que obtuvimos de los<br> ejemplos y análisis realizados.