114353300 Matlab en El Analisis Estructural

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 UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TRABAJO INDIVIDUAL PARA EL CURSO DE MÉTODOS NUMÉRICOS REVISIÓN Y ANÁLISIS DEL ARTÍCULO MATLAB EN EL ANALISIS ESTRUCTURAL Extraído de: Grupo de Modelamiento de Sistemas Programa de In geniería Civil U de A-Universidad De Antioquia Trabajado por: Joselynn lisset salcedo Tejeda AREQUIPA-PERÚ 2011  

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  • UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

    PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    TRABAJO INDIVIDUAL PARA EL CURSO DE MTODOS

    NUMRICOS

    REVISIN Y ANLISIS DEL ARTCULO

    MATLAB EN EL ANALISIS ESTRUCTURAL

    Extrado de:

    Grupo de Modelamiento de Sistemas Programa de Ingeniera

    Civil U de A-Universidad De Antioquia

    Trabajado por:

    Joselynn lisset salcedo Tejeda

    AREQUIPA-PER 2011

  • METODOS NUMRICOS 2

    MATLAB EN EL ANALISIS ESTRUCTURAL

    1. RESUMEN :

    Este articulo de MATLAB orientado a estudiantes de ingeniera civil que hayan

    terminado el ciclo de cursos bsicos en esttica y resistencia de materiales. Los temas

    propuestos que conforman la base del conjunto de herramientas necesarias para analizar

    estructuras civiles, adems de proporcionar las funciones que componen el anlisis

    matricial de estructuras.

    2. DESARROLLO:-

    2.1. CONTEXTO Y JUSTIFICACION:-

    Para presentar un esquema general de manejo de MATLAB enfocado al uso de matrices

    para solucionar cerchas, vigas y prticos (anlisis estructurales) es necesario analizar

    todas las herramientas y programas que MATLAB no da.

    Al ser un artculo de apoyo al rea de estructuras en ingeniera civil, es un requisito

    indispensable en las labores de programacin y elaboracin de ayudas de diseo de los

    cursos de anlisis estructural, estructuras de hormign y dinmica de estructuras.

    2.2. OBJETIVOS:

    El objetivo de la siguiente presentacin es claro y conciso pero

    sencillo: presentar en formas generales algunas de las posibles

    aplicaciones que puede tener Matlab en la Ingeniera Estructural. La

    mayora de lo que ac se expondr son conceptos conocidos por

    algunos de ustedes; otros los irn conociendo a lo largo de los cursos

    de Anlisis Estructural y Dinmica Estructural.

    2.3. MARCO TEORICO:-

    MATLAB es un lenguaje de alto rendimiento para computacin tcnica. Integra

    computacin, visualizacin y programacin en una ambiente de fcil uso donde los

    problemas y las soluciones son expresados en una notacin matemtica familiar.

    Entre los usos tpicos de este, se pueden incluir:

  • METODOS NUMRICOS 3

    Matemticas y computacin (Incluye

    operaciones aritmticas, algebraicas,

    trigonomtricas, matrices, y aplicaciones al

    clculo tales como derivadas, integrales y

    ecuaciones diferenciales, etc.)

    Desarrollo de algoritmos (Permite

    programar cdigos que mediante

    soluciones numricas resuelve algunos

    problemas tpicos en las Ciencias Exactas

    y la Ingeniera)

    Entorno de desarrollo para la gestin de

    cdigos, archivos y datos

    Herramientas interactivas para la

    exploracin iterativa, el diseo y la

    resolucin de problemas (Trae funciones especiales incorporadas para la

    solucin de problemas

    Funciones matemticas para lgebra lineal, estadstica, anlisis de Fourier,

    filtraje, optimizacin y de integracin numrica

    Grficos en 2-D y en 3-D de funciones y de datos.

    Herramientas para la creacin de interfaces de usuario personalizadas grfica.

    APLICACIN DEL ANLISIS ESTRUCTURAL

    CERCHAS:- Uno de los

    principales tipos de

    estructuras empleadas en

    ingeniera. Proporciona

    una solucin prctica y

    econmica a muchas

    situaciones de ingeniera,

    especialmente en el

    diseo de puentes y

    edificios. Una armadura

    consta de barras rectas

    unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen

    slo en los extremos por medio de pasadores sin friccin para formar

    armazn rgida; por lo tanto ningn elemento contina ms all de un

    nodo. Cada cercha se disea para que soporte las cargas que actan en su

    plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura

    bidimensional. Todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en

    los mismos elementos. Por ello cada cercha es un elemento sometido a

    fuerzas axiales directas (traccin o compresin).

  • METODOS NUMRICOS 4

    VIGAS: Se denomina viga a

    un elemento constructivo

    lineal que trabaja

    principalmente a flexin. En

    las vigas, la longitud

    predomina sobre las otras dos

    dimensiones y suele ser

    horizontal. El esfuerzo de

    flexin

    provoca tensiones de traccin

    y compresin, producindose las mximas en el cordn inferior y en el

    cordn superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando

    el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas

    cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento.

    Tambin pueden producirse tensiones por torsin, sobre todo en las vigas

    que forman el permetro exterior de un forjado. Estructuralmente el

    comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma

    mecnico.

    PRTICO:- Es un espacio arquitectnico conformado por una galera

    de columnas adosada a un edificio.

  • METODOS NUMRICOS 5

    Se iniciar en este punto la presentacin de algunas de las posibles

    aplicaciones que puede tener Matlab en la Ingeniera Estructural.

    Algunas son aplicaciones directas, otras adaptaciones hechas a esta

    verstil herramienta

    Los usos de Matlab a la Ingeniera Estructural pueden verse desde tres

    puntos de vista:

    a) Sistemas de Ecuaciones reducibles a forma matricial.

    b) Programacin de algoritmos para ser ejecutados Matlab.

    c) Mediante el empleo de algunas funciones particulares del

    programa.

    ECUACIN DE LOS TRES MOMENTOS:-

    Es un mtodo basado en el mtodo de las fuerzas y fue desarrollado por

    el ingeniero francs Clapeyron en 1857

    La ecuacin de los tres momentos es aplicable a tres puntos cualquiera

    de un viga, siempre que no haya discontinuidades, tales como

    articulaciones, en esa parte de la estructura.

    El mtodo permite escribir una ecuacin en forma independiente, para

    tres puntos de apoyo consecutivos en una viga continua. De esta manera,

    se llega a un sistema compatible n ecuaciones independientes con n

    incgnitas.

  • METODOS NUMRICOS 6

    PRINCIPIO DEL TRABAJO VIRTUAL:-

    Fue introducido por Johan Bernoulli en 1717. Es una poderosa

    herramienta analtica en muchos problemas de mecnica estructural. Este

    principio puede ser enunciado de dos maneras:

    Principio de desplazamientos virtuales para los cuerpos rgidos: El

    mtodo de Mller-Breslau para el trazado de lneas de influencia est

    basado en esta forma de expresar el principio.

    Principio de fuerzas virtuales para los cuerpos deformables: Se

    emplea para el clculo de deflexiones

    Aplicaciones al clculo de deflexiones y pendientes

    Armaduras: Se considerarn 3 casos generales, segn sea el

    origen de la deflexin (no se consideran pendientes, los elementos

    de una armadura trabajan slo a fuerza axial): por fuerzas, errores

    de fabricacin y cambios de temperatura.

    situaciones tales como fuerzas de traccin, errores de fabricacin

    que lleven a miembros ms largos o aumentos en la temperatura

    son cantidades que se suelen considerar como positivas en el

  • METODOS NUMRICOS 7

    clculo de deflexiones en armaduras. las contrarias se toman

    como negativas.

    la misma convencin de signos debe ser usada tanto para el

    sistema real como para el sistema virtual.

    para los casos de errores de fabricacin y cambios de temperatura

    slo es necesario calcular las fuerzas internas en aquellos

    miembros en los que ocurra alguna de las situaciones antes

    mencionadas.

    Vigas:- Si bien en una viga es posible tener fuerzas axiales, cortantes y

    momentos flectores, slo se consideran prominentes el momento flector

    y la fuerza cortante. Para la gran mayora de vigas se desprecia el

    trabajo interno efectuado por las fuerzas cortantes virtuales que actan a

    travs de las deformaciones causadas por esas cortantes.

    En este caso, es posible calcular deflexiones y pendientes.

    Las expresiones derivadas a partir la aplicacin del principio del

    trabajo a vigas se presentan a continuacin:

    Las anteriores expresiones deben ser evaluadas en tramos en los

    cuales la funcin de momento sea continua.

    Prticos: Las expresiones derivadas a partir la aplicacin del

    principio del trabajo a prticos se presentan a continuacin:

  • METODOS NUMRICOS 8

    Las anteriores expresiones deben ser evaluadas en tramos en los

    cuales la funcin de momento sea continua.

    Es posible que en vigas o prticos se tengan otras posibles

    situaciones que causen deflexiones. Aunque es poco el aporte de

    estas a la energa de deformacin, la cual ser en forma primaria

    debida a flexin, se expondrn de igual forma.

    Las acciones adicionales que se incluirn son debidas a fuerza

    axial, fuerza cortante, momentos torsores y gradientes de

    temperatura.

    MTODOS DE DISTRIBUCIN DE MOMENTOS (Mtodo

    De Croos):-

    El mtodo fue desarrollado inicialmente por el Ingeniero Hardy

    Cross en 1924. En 1930 lo public en una revista de la ASCE,

    despertando de inmediato el inters en el mismo. En los aos

    posteriores, este mtodo sera mejorado tomando su forma actual.

    Hasta 1970 fue un mtodo ampliamente empleado, siendo

    reemplazado en forma progresiva por los mtodos matriciales

    gracias al desarrollo de los computadores

    Rigidez del miembro: Se define la rigidez a la flexin K de

    un miembro como el momento que debe aplicarse en uno de

    los extremos de este para causar una rotacin unitaria en ese

    extremo.

  • METODOS NUMRICOS 9

    2.4. COMPROBACION DE LAS APLICACIONES DE MATLAB EN LA INGENIERA ESTRUCTURAL.

    MTODO DEL TRABAJO VIRTUAL:

    Ejemplo:

    Determinar la componente vertical de deflexin del nudo L4. El numero al lado

    de cada barra es el rea de la barra en pulgadas cuadradas y E= 29*10+6

    lb/pulg2.

    R

    esolucin:

    Ecuacin:

  • METODOS NUMRICOS 10

    ECUACIN DE LOS TRES MOMENTO:-

    PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

    UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

    ECUACION DE LOS TRES MOMENTOS

    %---------------------------------------------------------------------

    -----

    - DESCRIPCION DEL PROGRAMA: calcula los momentos en cada uno de los

    apoyos del sistema.

    - DESCRIPCION DATOS DE ENTRADA:

    ND : Numero de nudos del sistema

    NE : Numero de elementos del sistema

    E : Modulo de elasticidad

    L(i) : Longitud del elemento i

    I(i) : Inercia del elemento i

    A : Matriz de coeficientes del sistema

    V(i) : Vector de momentos

    B(i) : Vector de rotaciones de los apoyos

    C : Cantidad de cargas por elemento

    TC : Tipo de cargas en el elemento

    w : Carga distribuida

    s : distancia al nudo

    P : Carga puntual

    A1,A2 : Rotaciones de los apoyos inicial y final

    TD : Tiene desplazamiento el nudo

    D : Desplazamiento del nudo

    AS : Matriz de solucin del sistema

    M1 : Vector de momentos desconocidos

    M : Vector de todos los momentos del sistema

    - CODIFICADO POR:

    CARLOS CESAR DOMINGUEZ VEGA

    ESTUDIANTE INGENIERIA CIVIL UDEA

    - ASESOR:

    CARLOS ALBERTO RIVEROS JEREZ

    GRUPO DE MODELAMIENTO DE SISTEMAS

    ------------------------- INGRESO DE DATOS --------------------------

    ----

    fprintf('\n\t\t\t

    |****************************************************|');

    fprintf('\n\t\t\t

    |****************************************************|');

    fprintf('\n\t\t\t |NOTA: |');

    fprintf('\n\t\t\t |1- POR CADA EMPOTRAMIENTO QUE TENGA EN LOS EXTREMOS

    |');

    fprintf('\n\t\t\t | SE LE AGREGA UN ELEMENTO Y UN NUDO |');

    fprintf('\n\t\t\t |2- LOS VOLADIZOS NO SE CUENTAN COMO ELEMENTOS |');

    ND = input('\n\n INGRESE EL NUMERO DE NUDOS:');

    NE = input('\n\n INGRESE EL NUMERO DE ELEMENTOS:');

    E = input('\n\n INGRESE EL MODULO DE ELASTICIDAD [T/m^2):');

  • METODOS NUMRICOS 11

    -------------------- INGRESO DE LONGITUDES E INERCIAS ---------------

    ----

    for i=1:NE

    fprintf('\n\n ELEMENTO %d: ',i);

    L(i)=input('\n\n INGRESE LA LONGITUD DEL ELEMENTO [m]: ');

    I(i)=input('\n INGRESE LA INERCIA DEL ELEMENTO [m^4]: ');

    end

    L

    I

    ------------- MATRIZ DE COEFICIENTES DEL SISTEMA-INICIAL ------------

    ----

    A=zeros(NE-1,ND);

    for i=1:NE-1

    A(i,i)=L(i)/I(i);

    A(i,i+1)=2*((L(i)/I(i))+(L(i+1)/I(i+1)));

    A(i,i+2)=L(i+1)/I(i+1);

    end

    A

    ------------- VECTOR DE MOMENTOS INICIALES---------------------------

    -------------

    M(1)= input('INGRESE EL MOMENTO DEL NUDO INICIAL [T.m]: ');

    M(ND)=input('\n INGRESE EL MOMENTO DEL NUDO FINAL [T.m]: ');

    ------------ VECTOR DE ROTACIONES EN LOS APOYOS ----------------------

    ----

    B=zeros(NE-1,1);

    B(1,1)=M(1)*L(1);

    B(NE-1,1)=M(ND)*L(NE);

    B;

    for i=1:NE-1

    fprintf('\n\n ECUACION %d: ',i);

    fprintf('\n\n ELEMENTO %d: ',i);

    C=input('\n\n EL ELEMENTO TIENE CARGAS, CUANTAS: ');

    for j=1:C

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA=1, CARGA

    UNIFORMEMENTE |');

    fprintf('\n\t\t\t |DISTRIBUIDA PARCIAL=2, CARGA PUTUAL EN EL

    CENTRO=3 |');

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA PUNTUAL EN CUALQUIER PUNTO=4, OTRA

    CARGA=5 |');

    fprintf('\n\t\t\t |SI NO TIENE CARGA=0|');

    fprintf('\n\n\n CARGA %d: ',j);

    TC=input('\n\n\n INGRESE EL TIPO DE CARGA: ');

    if TC==1

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(w*(L(i)^3)/(24*I(i)));

    elseif TC==2

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    s=input('\n INRECE LA DISTANCIA AL NUDO IZQUIERDO [m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*((w*(s^2)*((2*L(i)-s)^2)/(24*L(i)*I(i))));

    elseif TC==3

    P=input('INGRESE LA CARGA EN [T]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(P*(L(i)^2)/(16*I(i)));

    elseif TC==4

    P=input('INGRESE LA CARGA EN [T]: ');

  • METODOS NUMRICOS 12

    s=input('\n INRECE LA DISTANCIA AL NUDO IZQUIERDO [m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(P*s*(L(i)-s)*((L(i)-s)+L(i))/(6*L(i)*I(i)));

    elseif TC==5

    A1=input('INGRESE LA ROTACION DEL APOYO INICIAL: ');

    A2=input('\n INGRESE LA ROTACION DEL APOYO FINAL: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(A1/I(i))-6*(A2/I(i));

    end

    end

    fprintf('\n\n ELEMENTO %d: ',i+1);

    C=input('\n\n EL ELEMENTO TIENE CARGAS, CUANTAS: ');

    for j=1:C

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA=1, CARGA

    UNIFORMEMENTE |');

    fprintf('\n\t\t\t |DISTRIBUIDA PARCIAL=2, CARGA PUTUAL EN EL

    CENTRO=3 |');

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA PUNTUAL EN CUALQUIER PUNTO=4, OTRA

    CARGA=5 |');

    fprintf('\n\t\t\t |SI NO TIENE CARGA=0|');

    fprintf('\n\n\n CARGA %d: ',j);

    TC=input('\n\n INGRESE EL TIPO DE CARGA: ');

    if TC==1

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(w*(L(i+1)^3)/(24*I(i+1)));

    elseif TC==2

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    s=input('\n INRECE LA DISTANCIA AL NUDO IZQUIERDO [m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*((w*(s^2)*((2*L(i+1)-

    s)^2)/(24*L(i+1)*I(i+1))));

    elseif TC==3

    P=input('INGRESE LA CARGA EN [T]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(P*(L(i+1)^2)/(16*I(i+1)));

    elseif TC==4

    P=input('INGRESE LA CARGA EN [T]: ');

    s=input('\n INRECE LA DISTANCIA AL NUDO IZQUIERDO [m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(P*s*(L(i+1)-s)*((L(i+1)-

    s)+L(i+1))/(6*L(i+1)*I(i+1)));

    else

    A1=input('INGRESE LA ROTACION DEL APOYO INICIAL: ');

    A2=input('\n INGRESE LA ROTACION DEL APOYO FINAL: ');

    B(i,1)=B(i,1)-6*(A1/I(i+1))-6*(A2/I(i+1));

    end

    end

    TD=input('EL NUDO TIENE DESPLAZAMIENTO,SI=1, NO=0: ');

    if TD==1

    D=input('INGRESE EL DESPLAZAMIENTO DEL NUDO [m]: ');

    B(i,1)=B(i,1)+6*(D*E/L(i))+6*(D*E/L(i+1));

    end

    end

    B

    ------------ SOLUCION DEL SISTEMA ------------------------------------

    ----

    AS=zeros(NE-1,ND-2);

  • METODOS NUMRICOS 13

    ------------ MATRIZ DE COEFICIENTES-SOLUCION DEL SISTEMA -------------

    ----

    for i=1:ND-2

    AS(:,i)=A(:,i+1);

    end

    AS

    -------------- VECTOR DE MOMENTOS ------------------------------------

    ----

    M1=inv(AS)*B;

    for i=1:ND-2

    M(i+1)=M1(i);

    end

    M

    METODO DE CROOS:-

    PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

    UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

    METODO DE CROSS

    ----------------------------------------------------------------------

    ----

    - DESCRIPCION DEL PROGRAMA: calcula los momentos en cada uno

    de los apoyos del sistema.

    - DESCRIPCION DATOS DE ENTRADA:

    ND : Numero de nudos del sistema

    NE : Numero de elementos del sistema

    E : Modulo de elasticidad

    L(i) : Longitud del elemento i

    I(i) : Inercia del elemento i

    K(i) : Rigideces de los elementos

    M(i) : Vector de momentos

    B(i) : Vector de momentos inciales

    B1(i) : Vector de momentos de equilibrio en los nudos

    CD : Coeficientes de distribucin

    C : Cantidad de cargas por elemento

    TC : Tipo de cargas en el elemento

    TAI : Tipo de apoyo del nodo inicial

    TAF : Tipo de apoyo del nodo final

    w : Carga distribuida

    s : distancia al nudo

    P : Carga puntual

    E : Error al que se quiere llegar

    R : Error calculado por iteracion

    M1 : Vector de momentos a distribuir por cada nudo

    M2 : Vector de momentos recibidos por cada nudo

    M3 : Vector de momentos acumulados

  • METODOS NUMRICOS 14

    ------------------------- INGRESO DE DATOS --------------------------

    ----

    fprintf('\n\t\t\t

    |****************************************************|');

    fprintf('\n\t\t\t

    |****************************************************|');

    fprintf('\n\t\t\t |NOTA: |');

    fprintf('\n\t\t\t |1- LOS EMPOTRAMIENTO QUE SE TENGA EN LOS EXTREMOS,

    TIENEN |');

    fprintf('\n\t\t\t | UN COEFICIENTE DE DISTRIBUCION = 0; LOS NUDOS

    ARTICULADOS |');

    fprintf('\n\t\t\t | Y SIMPLEMENTE APOYADOS TIENEN UN COEFICIENTE DE

    DISTRIBUCION =1 |');

    fprintf('\n\t\t\t |2- LOS VOLADIZOS NO SE CUENTAN COMO ELEMENTOS |');

    ND = input('\n\n INGRESE EL NMERO DE NUDOS: ');

    NE = input('\n\n INGRESE EL NUMERO DE ELEMENTOS: ');

    E = input('\n\n INGRESE EL MODULO DE ELASTICIDAD [T/m^2): ');

    -------------------- INGRESO DE LONGITUDES E INERCIAS ---------------

    ----

    for i=1:NE

    fprintf('\n\n ELEMENTO %d: ',i);

    L(i)=input('\n\n INGRESE LA LONGITUD DEL ELEMENTO [m]: ');

    I(i)=input('\n INGRESE LA INERCIA DEL ELEMENTO [m^4]: ');

    end

    L

    I

    ---------------- VECTOR DE RIGIDECES DE LOS ELEMENTOS ---------------

    ----

    for i=1:NE

    K(i)=E*I(i)/L(i);

    end

    K

    ------- COEFICIENTES DE DISTRIBUCION Y MOMENTO INICIAL Y FINAL -------

    ---

    fprintf('\n SI EL NUDO INICIAL ES EMPOTRADO DIGITE 1');

    fprintf('\n SI EL NUDO INICIAL ES SIMPLEMENTE APOYADO DIGITE 2');

    fprintf('\n SI EL NUDO INICIAL ES ARTICULADO DIGITE 2');

    fprintf('\n SI EL NUDO INICIAL TIENE VOLADIZO DIGITE 3');

    TAI=input('\n INGRESE EL TIPO DE APOYO DEL NUDO INICIAL: ');

    if TAI==1;

    CD(1)=0;

    M(1)= 0;

    elseif TAI==2;

    CD(1)=1;

    M(1)= 0;

    elseif TAI==3;

    CD(1)=1;

    M(1)= input('INGRESE EL MOMENTO DEL NUDO INICIAL [T.m]: ');

    end

    fprintf('\n SI EL NUDO FINAL ES EMPOTRADO DIGITE 1');

    fprintf('\n SI EL NUDO FINAL ES SIMPLEMENTE APOYADO DIGITE 2');

    fprintf('\n SI EL NUDO FINAL ES ARTICULADO DIGITE 2');

    fprintf('\n SI EL NUDO FINAL TIENE VOLADIZO DIGITE 3');

    TAF=input('\n INGRESE EL TIPO DE APOYO DEL NUDO FINAL: ');

  • METODOS NUMRICOS 15

    if TAF==1;

    CD(2*NE) = 0;

    M(2*ND)= 0;

    elseif TAF==2;

    CD(2*NE) = 1;

    M(2*ND)= 0;

    elseif TAF==3;

    CD(2*NE)=1;

    M(2*ND)= input('INGRESE EL MOMENTO DEL NUDO FINAL [T.m]: ');

    end

    -------------------- COEFICIENTES DE DISTRIBUCION ------------------

    ----

    for i=1:NE-1;

    CD(2*i) = K(i)/(K(i)+K(i+1));

    CD(2*i+1) = K(i+1)/(K(i)+K(i+1));

    end

    CD

    ------------ VECTOR DE MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO ---------------------

    ----

    B=zeros(NE*2,1);

    for i=1:NE

    fprintf('\n\n ELEMENTO %d: ',i);

    C=input('\n\n EL ELEMENTO TIENE CARGAS,SI NO TIENE COLOCAR CERO,

    CUANTAS: ');

    for j=1:C

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA=1, CARGA

    UNIFORMEMENTE |');

    fprintf('\n\t\t\t |DISTRIBUIDA PARCIAL=2, CARGA PUTUAL EN EL

    CENTRO=3 |');

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA PUNTUAL EN CUALQUIER PUNTO=4, OTRA

    CARGA=5 |');

    fprintf('\n\t\t\t |CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA TRIANGULAR

    ASCENDENTE=6|');

    fprintf('\n\n\n CARGA %d: ',j);

    TC=input('\n\n\n INGRESE EL TIPO DE CARGA: ');

    if TC==1

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    B(2*i-1,1)=B(2*i-1,1) + (w*(L(i)^2)/(12));

    B(2*i,1)=B(2*i,1) - (w*(L(i)^2)/(12));

    elseif TC==2

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    s=input('\n INRECE LA DISTANCIA AL NUDO IZQUIERDO [m]: ');

    B(2*i-1,1)=B(2*i-1,1) + (w*(s^2)*(6-

    (8*s/L(i))+(3*(s^2)/(L(i)^2))))/(12);

    B(2*i,1)=B(2*i,1) - (w*(s^2)*((4*s/L(i))-

    (3*(s^2)/(L(i)^2))))/(12);

    elseif TC==3

    P=input('INGRESE LA CARGA EN [T]: ');

    B(2*i-1,1)=B(2*i-1,1) + (P*L(i))/(8);

    B(2*i,1)=B(2*i,1) - (P*L(i))/(8);

    elseif TC==4

    P=input('INGRESE LA CARGA EN [T]: ');

    s=input('\n INRECE LA DISTANCIA AL NUDO IZQUIERDO [m]: ');

    B(2*i-1,1)=B(2*i-1,1) + (P*s*((L(i)-s)^2)/(L(i)));

    B(2*i,1)=B(2*i,1) - (P*(s^2)*(L(i)-s)/(L(i)));

    elseif TC==5

    ME1=input('INGRESE LA ROTACION DEL APOYO INICIAL: ');

    ME2=input('\n INGRESE LA ROTACION DEL APOYO FINAL: ');

  • METODOS NUMRICOS 16

    B(2*i-1,1)=B(2*i-1,1) + ME1;

    B(2*i,1)=B(2*i,1) - ME2;

    elseif TC==6

    w=input('INGRESE LA CARGA EN [T/m]: ');

    B(2*i-1,1)=B(2*i-1,1) + (w*(L(i)^2)/(30));

    B(2*i,1)=B(2*i,1) - (w*(L(i)^2)/(20));

    end

    end

    end

    B

    B1(1)=B(1)+M(1);

    B1(2*NE)=B(2*NE)+M(2*ND);

    for i=2:2*NE-1

    B1(i)=B(i);

    end

    B1

    -------------- VECTOR DE MOMENTOS CENTRALES---------------------------

    -------------

    E = input('INGRESE EL VALOR DEL ERROR: ');

    AUX = 0;

    M3 = B;

    R=100;

    while R > E;

    M1(1)=-CD(1)*B1(1);

    M1(2*NE)=-CD(2*NE)*B1(2*NE);

    for i=1:NE-1;

    M1(2*i)=-CD(2*i)*(B1(2*i)+B1(2*i+1));

    M1(2*i+1)=-CD(2*i+1)*(B1(2*i)+B1(2*i+1));

    end

    M1

    for i=1:NE;

    M2(2*i-1)=M1(2*i)/2;

    M2(2*i)=M1(2*i-1)/2;

    end

    R=0;

    for i=1:2*NE;

    B1(i)=M2(i);

    M3(i)=M1(i)+M2(i)+M3(i);

    R=R+abs(M2(i));

    end

    M3

    R

    AUX=AUX+1;

    end

    AUX

    -------------- VECTOR DE MOMENTOS ------------------------------------

    ----

    for i=1:2*NE

    M(i+1)=M3(i);

    end

    M

  • METODOS NUMRICOS 17

    2.5. CONCLUSIONES:-

    las anteriores aplicaciones no son las nicas existentes. la versatilidad de

    MATLAB permite aplicaciones tan simples como la solucin de una

    sencilla ecuacin no lineal hasta modelaciones de complejos sistemas

    estructurales.

    antes que querer volverse un experto en el manejo de un programa en

    especial, resulta ms importante comprender los fundamentos y

    principios fsicos de la teora estructural.

    un programa en especial debe ser una herramienta y nunca sustituir el

    buen criterio de un ingeniero civil

    2.6. BIBLIOGRAFA QUE EL ARTICULO CONTIENE:-

    URIBE Escamilla, Jairo. Anlisis de Estructuras. ECOE Ediciones. Segunda

    Edicin.2000.

    KASSIMALI, Aslam. Anlisis Estructuras. Editorial Thompson. Segunda

    Edicin.2004.

    KINNEY, Sterling J. Anlisis de estructuras indeterminadas. Editorial

    Continental. Primera edicin. 1960

    GARCA, Reyes Luis Enrique. Dinmica Estructural aplicada al diseo ssmico.

    Ediciones Uniandes. Primera Edicin. 1998.

    LEET, Kenneth. UANG-CHIA, Ming. GILBERT, Anne M. Fundamentos de Anlisis

    Estructural. Editorial McGraw-Hill. Segunda edicin. 2006

    HIBBELER, Russell. Structural Analysis. Editorial Pearson. Sptima Edicin.

    2009.

    GONZALEZ, Cuevas Oscar. Anlisis estructural. Editorial Limusa. Segunda

    edicin. 2002.

    BAZAN, Enrique. MELI, Roberto. Diseo Ssmico de Edificios. Editorial Limusa.

    Primera Edicin. 2008.

    SARRIA, Molina Alberto. Ingeniera Ssmica. Editorial Uniandes. Segunda

    edicin. 1995.

    Resistencia de Materiales II. Ecuacin de los Tres Momentos.

    http://marilycita.blogspot.com/2008/07/metodo-de-tres-momentos.html

    Consultada el 15 de junio de 2010.