178734790 Barras de Secciones Variables
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ANALISIS DE SECCIONES VARIABLES
CTEDRA : ANALISIS ESTRUCTURAL
CATEDRTICO : ING. SANTANA
INTEGRANTES : SANCHEZ GONZALES, ALBERTO
SEMESTRE : VII
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INTRODUCCION
Existen casos especiales de diseo de estructuras, los cuales son poco comunes en nuestro medio; que constituyen las secciones variables. Este tipo de estructuras se encuentran en Puentes con vigas continuas de concreto armado, o de acero. Su diseo tiene por fin el mejoramiento del funcionamiento de la estructura.
En el presente trabajo se describe, los tipos de secciones variables, su anlisis, y mtodos de estudio.
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OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento de las
secciones variables.
Identificar y clasificar estas secciones para
el diseo estructural.
Analizar este tipo de estructuras
Ejemplificar sus mtodos de clculo.
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BARRAS DE SECCION VARIABLE
Son elementos que se disean con modulo de elasticidad, seccin transversal y
momento de inercia variable
ELEMENTOS ESCALONADOS: Se generan buscando mayor resistencia
distribucin uniforme de los esfuerzos
ELEMENTOS TRAPEZOIDALES: Tienen altura variable, dentro de ellas se
encuentran las vigas acarteladas, que son elementos donde el adelgazamiento de su
peralte no se extiende a lo largo de la estructura.
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ANALISIS DE SECCIONES VARIABLES
Par su anlisis se requiere la rigidez al giro absoluto, factores de transporte y momentos de empotramiento
MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO:
Se usa el mtodo de flexibilidad, tomando como redundantes la fuerza cortante y momento en uno de los empotramientos,
Se calcula uij aplicando superposicin sobre las rotaciones
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Se Determina las rotaciones ,
con el mtodo de carga unitaria,
hallando deformaciones por
flexin y por fuerza cortante
Se calcula uij por un desplazamiento relativo d:
Barra simtrica: Kij=Kji, fij=fji , Barra prismtica: Kij=Kji= 4EI/L, fij=fji= ,
Resulta
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Barras con Conexin articulada: En su extremo j
La rigidez al giro resulta kij=Kij(1-fij*fji), si la barra fuese prismtica: kij=4EI/L(1-1/2 x1/2)=3EI/L. Se evala (uij) con la barra empotrada en j
Estados de anlisis
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Estados de Anlisis:
ESTADO 1
ESTADO 3
ESTADO 2
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Barras con empotramiento deslizante:
COEFICIENTE DE RIGIDEZ: Se calcula con el
teorema de rea de momento, Con respecto
al extremo j,
se reduce el grado de libertad
Respecto i (brazo de palanca =X)
dxxELI
xxfijxLKijx
xEI
dxxMtij
LL
00
0
L
L
dxxI
x
dxxI
xxL
fij
0
2
0
-
Respecto al extremo j(brazo de palanca =L-X)
TABLAS DE PORTLAND CEMENT ASSOCIATION: Se usan en secciones
rectangulares con variacin lineal o parablica de cartelas y de ancho constante,
permiten calcular (kij, fij, uij) para aplicar el MTDO DE CROSS O ANLISIS
MATRICIAL.
Nomenclatura:
dx
xELI
xLxfijxLKijxL
xEI
dxxMLtij
LL
00
L L
dxxI
xxLfijdx
xI
xL
ELKij
0 0
2
2
Carry-over Factors Stiffness Factors
21
12
rfji
rfij
21(//(
12)//(
cLEloKji
cLEloKij
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RECOMENDACIONES DE CHARON PARA EL CALCULO DE
PERALTE (dd) Y LONGITUD DE CARTELA (Al)
VIGAS:
Cartelas lineales: Se prolonga la cartela hasta
que toque el eje de la columna.
Viga inclinada: Se intercepta el eje de la viga con
el eje de la columna y se traza una lnea perpendicular
al eje de la viga, y
se prolonga la cartela hasta esa lnea trazada.
Cartela que llegan tangencialmente a la columna:
Se reemplaza la cartela parablica por una lineal ficticia,
de pendiente de pendiente 1:3 , dd= aL/3
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Cuando las columnas son muy peraltadas
en relacin a la viga, o cuando las cartelas
predominan hacia el lado de la viga, se
trabaja como si la columna fuese una barra
prismtica, y la viga como elemento de
seccin variable.
Para evitar duplicidad e carteas
en el nudo (viga columna), se puede trabajar con cartelas
ficticias con de pendiente 1:3
tambin otra forma es de
emplear un brazo rgido en la
columna, con longitud (D/2)) y
se trabaja en la parte inferior del
brazo como si fuera prismtica
(PERALTE=d
COLUMNAS