Alanoca Quenta a. Freddy[1]

download Alanoca Quenta a. Freddy[1]

of 176

description

análisis estructural

Transcript of Alanoca Quenta a. Freddy[1]

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    ANALISIS ESTRUCTURAL AVANZADO

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    A Temtica:

    I. introduccin

    II. comparacin de mtodos de solucin matricial

    III. mtodo de rigidez:

    1. introduccin

    2. mtodo de la deflexin de la pendiente teora y aplicaciones.

    3. Mtodo de rigidez por deflexin de teora y aplicaciones

    4. Mtodo de rigidez directo con matrices [A] teora y problemas

    5. Mtodo de rigidez directo con cosenos directos teora y problema

    6. Mtodo de la condensacin esttica

    7. Mtodo de rigidez para vigas-brazo rgido teora de aplicaciones

    8. Mtodo de rigidez para prtico-placa

    9. Mtodo de rigidez 3-D teora y aplicaciones

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    X Viga

    Ray Rby

    Y

    F2

    F

    Rax

    1. VIGA 1:

    Ecuaciones (EQ)

    M =0 FX =0

    F =0 3EQ = FY =0

    MZ =0

    EN 3-D

    FX =0

    F =0 FY =0

    FZ =0

    MX =0

    M =0 MY =0

    MZ =0

    HIPERESTATICIDAD DE LA ESTRUCTURA EXTERNAMENTE (GHE)

    < 0 inestable (hiposttico)

    GHE = NR NEQ = 0 isosttica

    > 0 hiperesttica

    Apoyo fijo apoyo mvil

    3D

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    M M M

    Ma

    X

    Y

    Ray Rby

    Rax

    Rcy

    Ry

    Rx

    Ry Ry

    Rx Rx

    NR =nmero de reacciones

    NEQ = nmero de ecuaciones

    De la VIGA 1 el GHE: GHE = 3 3 = 0 ______ isosttica.

    2. VIGA CONTINUA

    NR = 5 NEQ = 3

    GHE = 5 3 = 2 hiperesttica de 2do grado externamente.

    3. PORTICO

    NR = 9 NEQ = 3

    GHE = 9 3 = 6 hiperesttica de 6to grado

    - Grado de hiperestaticidad total ( GHT )

    - Grado de hiperestaticidad interna ( GHI )

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    - grado de hiperestaticidad interna ( GHI )

    - nmero de barras ( NB )

    - numero de reacciones ( NR )

    - numero de nudos ( NN )

    GHT = GHI + GHE

    GHE = NR NEQ

    GHT = 3 NB + NR 3 NN

    GHI = GHT GHE

    DE LA VIGA 2

    GHE = 2do grado

    GHT = 3 (2) + 5 3 (3) = 2do grado

    GHI = GHT GHE

    GHI = 2 2 = 0

    DEL PORTICO 3

    GHE = 9 3 = 6to

    GHT = 3 (10) + 9 3 (9) = 12

    GHI = GHT GHE

    GHI = 12 6 = 6do grado

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    4. ARMADURA (estructura especial, total son 6 fuerzas.)

    GHT = GHE + GHI

    GHE = 0

    GHT = NB + NR 2 NN

    GHT = 20 + 3 2(10) = 3

    5. ARMADURA 2

    GHE = 3er

    GHT = 3(12) + 6 3(10) = 12

    GHI= 9no

    3 D

    X3

    X3

    X2

    X2

    X1

    X1

    Rotula

    Rotula

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Z

    X

    Y

    1. 3-D

    NEQ = 6 (3 D)

    Fx = 0 Fy = 0 Fz = 0 Mx = 0 My = 0 Mz = 0

    NR = 24

    GHE = NR NEQ = 24 6 = 18vo

    GHT = 6NB + NR 6n (3 D)

    GHT = 6(8) + 24 6(8) = 24

    GHI = GHT GHE = 24 18 = 6to

    2.

    GHE = 5 6 = -1 hipostatico (inestable)

    GHT = 6(8) + 5 6(8) = 5to

    GHI = 5 (-1) = 6to

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    3. ARMADURA 3 - D

    GHE = 9 6 = 3er grado

    GHT = GHE + GHI

    GHT = NB + NR 3m ARM 3 D

    GHT = 20 + 9 3(8) = 5

    GHI = 5 3 = 2do grado

    HIPERESTATICIDAD CINEMATICA ( # G.D.L.)

    3 DESPLAZAMIENTOS

    a y b rotacin

    b traslacin

    3 G.D.L (CINEMATICA)

    A

    Y

    X

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    HAY 6 G.D.L

    SI EA =

    METODO DE LA FLEXION DE LA PENDIENTE

    Ecuaciones de la deflexin de la pendiente:

    = + + + = + + +

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Desplazamientos de:

    Rotacin:

    Traslacin:

    EJEMPLO 1:

    Resolver:

    Solucin:

    Paso 1:

    Paso 2:

    M0ab = - M0ba = (P x L)/ 8 = (4 x 6) / 8 = 3 T-m

    M0bc = - M0cb = (W x L2)/ 12 = (3 x 52) / 12 = 6.25 T-m

    3 T-m -3 T-m 6.25 T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Paso 3:

    = 0 (I) = 0 (II)

    + = 0 = 0 Paso 4:

    Mba = M0ba + 2EI / 6 2b + 0 + 0 = -3 + (4EI / 6) b Mbc = M0bc + 2EI / 5 2b + c + 0 = 6.25 + (4EI / 5) b + (2EI / 5) c Mcb = M0cb + 2EI / 5 2c + b + 0 = -6.25 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) b

    (a) Y (b) en I -3 + (4EI / 6) a + 6.25 + (4EI / 5) b + (2EI / 5) c = 0 1.47EI b + 0.4EI c = -3.25 (I) (c) En II

    -6.25 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) b = 0 0.4EI b + 0.8EI c = 6.25 (II)

    1.47 0.4 b -3.25 /EI

    0.4 0.8 c 6.25/EI

    b = -5.02/EI c = 10.33/EI

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Mba = -3 + (4EI / 6) (-5.02/EI) = -6.35 T-m Mbc = 6.25 + (4EI / 5) (-5.02/EI) + (2EI / 5) (10.33/EI) = 6.35 T-m Mab = 3 + (2EI / 6) (-5.02/EI) = 1.33 T-m

    Diagrama de momento flector:

    EJEMPLO 2:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    * Cuando es empotramiento no se considera giro y el momento es cero

    Mba = M0ba + (2EI / 3) 2b + 0 + 3/Lba = 0 + (4EI / 3) b + (2EI / 3) Mbc = M0bc + ( 2EI / 5) 2b + c + 0 = 4.17 + ( 4EI / 5 ) b + ( 2EI / 5 ) c

    Mcb = M0cb + (2EI / 5) 2c + b + 0 = -4.17 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) b

    Mcd = M0cd + (2EI / 3) 2c + 0 + 3/Lcd = 0 + ( 4EI / 3 ) c + ( 2EI / 3 )

    (a) Y (b) en I

    0 + (4EI / 3) b + (2EI / 3) + 4.17 + (4EI / 5) b + (2EI / 5) c = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    2.13 EI b + 0.4 EI c + 0.67 EI = -4.17 (I) (c) Y (d) en II

    -4.17 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) b + 0 + (4EI / 3) c + (2EI / 3) = 0

    0.4EI b + 2.13 EI c + 0.67 EI = 4.17 (II)

    Mab = M0ab + (2EI / 3) 0+ b + 3/Lab = 0 + (2EI / 3) b + (2EI / 3)

    Mdc = M0dc + (2EI / 3) 0 + c + 3/Lab = 0 + ( 2EI / 3 ) c + ( 2EI / 3 ) Mab + Mba + Mdc + Mcd = 15

    (e), (a), (f) Y (d) en III 0 + (2EI / 3) b + (2EI / 3) + 0 + (4EI / 3) b + (2EI / 3) + 0 + ( 2EI / 3 ) c + ( 2EI / 3 ) + 0 + ( 4EI / 3 ) c + ( 2EI / 3 ) = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    2 EI b + 2 EI c + 2.67 EI = 15

    2.13 0.4 0.67 b -4.17/EI

    0.4 2.13 0.67 c 4.17/EI 2 2 2.67 15 /EI

    b = -4.88/EI c = -0.061/EI = 9.31/EI

    Mba = (4EI / 3) (-4.88/EI) + (2EI / 3) (9.31/EI) = -0.3 T-m Mbc = 4.17 + ( 4EI / 5 ) (-4.88/EI ) + ( 2EI / 5 ) (-0.061/EI ) = 0.24 T-m Mcb = -4.17 + (4EI / 5) (-0.061/EI) + (2EI / 5) (-4.88/EI) = -3.19 T-m Mcd = ( 4EI / 3 ) (-0.061/EI ) + ( 2EI / 3 ) ( 9.31/EI ) = 6.14 T-m

    Mab = (2EI / 3) (-4.88/EI) + (2EI / 3) (9.31/EI) = 2.95 T-m

    Mdc = ( 2EI / 3 ) (-0.061/EI ) + ( 2EI / 3 ) ( 9.31/EI ) = 6.14 T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    METODO MODIFICADO DE LA FLEXION DE LA PENDIENTE

    = ( ) + +

    Ejercicio 1:

    -Se condensa solo en los extremos, cuando esta empotrado no se condensa.

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    4.5T-m

    1.8T-m 2.7T-m

    6.3T-m

    6.3T-m

    7.2T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Mba = M0ba + (2EI / 4) 2b + 0 + 3/Lba = -2 + (4EI / 4) b + (6EI / 16) Mbc = M0bc + ( 2EI / 6) 2b + c + 0 = 1.8 + ( 4EI / 6 ) b + ( 2EI / 6 ) c

    Mcb = M0cb + (2EI / 6) 2c + b + 0 = -2.7 + (4EI / 6) c + (2EI / 6) b

    Mcd = M0 cd - (M0dc/2) + (3EI / Ldc) c + 0 = 6.3 - (-7.2/ 2) + (3EI/ 6) c

    (a) Y (b) en I

    -2 + (4EI / 4) b + (6EI / 16) + 1.8 + (4EI / 6) b + (2EI / 6) c = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    1.67 EI b + 0.33 EI c + 0.38 EI = 0.2 (I)

    (c) Y (d) en II

    -2.7 + (4EI / 6) c + (2EI / 6) b + 6.3 - (-7.2/ 2) + (3EI/ 6) c = 0

    0.33EI b + 1.17 EI c + 0 EI = -7.2 (II)

    (III)

    Remplazando en (III):

    Mab = M0ab + (2EI / 4) 0 + b + 3/Lab = 2 + (2EI / 4) b + (6EI / 16)

    (e) Y (a) en III

    -2 + (4EI / 4) b + (6EI / 16) + 2 + (2EI / 4) b + (6EI / 16) = 8

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    1.5EI b + 0 EI c + 0.75 EI = 8 (III)

    1.67 0.33 0.38 b 0.2/ EI

    0.33 1.17 0 c = -7.2 /EI

    1.5 0 0.75 8 /EI

    b = -2.14/EI c = -5.55/EI = 14.75/EI

    Mba = -2 + (4EI / 4) (-2.14/EI) + (6EI / 16) (14.75/EI) = 1.39 T-m Mbc = 1.8 + (4EI / 6) (-2.14/EI) + (2EI / 6) (-5.55/EI) = -1.48 T-m

    Mcb = -2.7 + (4EI / 6) (-5.55/EI) + (2EI / 6) (-2.14/EI) = -7.12 T-m

    Mcd = 6.3 - (-7.2/ 2) + (3EI/ 6) (-5.55/EI) = 7.12 T-m

    Mab = 2 + (2EI / 4) (-2.14/EI) + (6EI / 16) (14.75/EI) = 6.46 T-m Diagrama de momento flector:

    C

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Ejercicio 2:

    Solucin:

    4.44 T-m 2.22 T-m 3.75 T-m 2.5 T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Mba = M0ba - (M0ab/2) + (3EI / Lab) b + 0 = -2.22 - (4.44/ 2) + (3EI/ 6) b

    Mbc = M0bc - (M0cb/2) + (3EI / Lbc) b + 0 = 2.5 - (-3.75/ 2) + (3EI/ 5) b

    (a) Y (b) en I

    -2.22 - (4.44/ 2) + (3EI/ 6) b + 2.5 - (-3.75/ 2) + (3EI/ 5) b = 0

    1.1 EI b = 0.065 (I)

    b = 0.059/EI

    Remplazando b en (a) y (b):

    Mba = -2.22 - (4.44/ 2) + (3EI/ 6) (0.059/EI) = - 4.41 T-m

    Mbc = 2.5 - (-3.75/ 2) + (3EI/ 5) (0.059/EI) = 4.41 T-m Diagrama de momento flector:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Ejercicio 3:

    Paso 1:

    Condensar giro a

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    paso2:

    Paso3:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Mba = M0ba -(M0ab/2)+ (3EI /Lba) b + /Lba = 0+0+ (3EI/ 3.5)b+(3EI/12.25)

    Mbc = M0bc + (2EI / 5) 2b + c + 0 = 4.17 + (4EI / 5) b + (2EI / 5) c

    Mcb = M0cb + (2EI / 5) 2c + b + 0 = -4.17 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) b

    Mce = M0ce + (2EI /3.5) 2c + 0 + 3/Lce =1.47+ (4EI /3.5) c + (6EI /12.25)

    Mcd = M0cd + (2EI /5) 2c + d + 0 = 0 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) d

    Mdc = M0dc + (2EI /5) 2d + c + 0 = 0 + (4EI / 5) d + (2EI / 5) c

    Mdf = M0df + (2EI /3.5) 2d + 0 +3/Ldf = 0 + (4EI /3.5) d + (6EI/12.25)

    Remplazando:

    (a) Y (b) en I

    0 + 0 + (3EI/ 3.5)b + (3EI/12.25 ) + 4.17 + ( 4EI / 5 ) b + ( 2EI / 5 ) c = 0

    1.66 EI b + 0.4 EI c + 0 EI d + 0.24 EI = -4.17 (I) (c), (d) y (e) en II

    -4.17 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) b +1.47+ (4EI /3.5) c + (6EI /12.25) +

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    0 + (4EI / 5) c + (2EI / 5) d = 0

    0.4 EI b + 2.74 EI c + 0.4 EI d + 0.49 EI = 2.7 (II) (f) Y (g) en III

    0 + (4EI / 5) d + (2EI / 5) c + 0 + (4EI /3.5) d + (6EI/12.25) = 0

    0 EI b + 0.4 EI c + 1.94 EI d + 0.49 EI = 4 (III)

    Para hallar la otra ecuacin:

    + + + 3 - 3 3.5 = 0

    + + = 3.5 IV

    Ha x 3.5 = 0 He x 3.5 + Mec + Mce 3 x 1.5 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Ha = 0 He = 4.5 - Mec - Mce

    He x 3.5 + Mfd + Mdf 3.5 x 2.3 = 4

    Hf = 12.05 - Mfd Mdf

    Remplazando Ha, He y Hf en IV:

    4.5 - Mec - Mce + 12.05 - Mfd - Mdf =12.25

    Mec + Mce + Mfd + Mdf = 4.3 IV

    Mec = M

    0ec + (2EI /3.5) 0 + c + 3/Lec = -1.10+ (2EI /3.5) c + (6EI /12.25)

    Mfd = M0fd + (2EI /3.5) 0 + d +3/Lfd = -1.23 + (2EI /3.5) d + (6EI/12.25)

    (d), (g), (h) y (i) en IV

    1.47+ (4EI /3.5) c + (6EI /12.25) + 0 + (4EI /3.5) d + (6EI/12.25) +

    -1.10+ (2EI /3.5) c + (6EI /12.25) + -1.23 + (2EI /3.5) d +(6EI/12.25) = 4.3

    0 EI b + 1.71 EI c + 1.71 EI d + 1.96 EI = 5.16 (IV) 1.66 0.4 0 0.24 b -4.17/ EI

    0.4 2.74 0.4 0.49 c 2.7/ EI

    0 0.4 1.94 0.49 d 4/ EI

    0 1.71 1.71 1.96 5.16/ EI

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    b = -2.79/EI c = 1.11/EI d = 1.81/EI = 0.08/EI

    Remplazando b, c, d y :

    Mba = (3EI/ 3.5) (-2.79/EI) + (3EI/12.25) (0.08/EI) = - 2.37 T-m

    Mbc = 4.17 + (4EI / 5) (-2.79/EI) + (2EI / 5) (1.11/EI) = 2.38 T-m

    Mcb = -4.17 + (4EI / 5) (1.11/EI) + (2EI / 5) (-2.79/EI) = - 4.39 T-m

    Mce = 1.47+ (4EI /3.5) (1.11/EI) + (6EI /12.25) (0.08/EI) = 2.78 T-m

    Mcd = 0 + (4EI / 5) (1.11/EI) + (2EI / 5) (1.81/EI) = 1.61 T-m

    Mdc = 0 + (4EI / 5) (1.81/EI) + (2EI / 5) (1.11/EI) = 1.89 T-m

    Mdf = 0 + (4EI /3.5) (1.81/EI) + (6EI/12.25) (0.08/EI) = 2.11 T-m

    Mec = -1.10+ (2EI /3.5) (1.11/EI) + (6EI /12.25) (0.08/EI) = -0.43 T-m

    Mfd = -1.23 + (2EI /3.5) (1.81/EI) + (6EI/12.25) (0.08/EI ) = -0.16 T-m

    Mab = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Diagrama de momento flector

    = 0

    = 0

    = 0

    = 0

    = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    EA = axial = 0

    Ejercicio 4:

    Paso 1:

    paso2:

    Momentos del tramo ab:

    = 0.44 T-m = -0.66 T-m

    Condensar giro d

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Momentos del tramo bc

    Momentos del tramo cd

    1.11T-m 1.11T-m

    0.45T-m 0.66T-m

    M0bc = 1.11 T-m + 0.45T-m = 1.56 T-m

    1.56T-m 1.77T-m

    -2.23T-m 2.23T-m

    0.44T-m -0.66T-m

    2.67T-m 2.89T-m

    0.84T/m

    M0cb = -1.11 T-m - 0.66T-m = -1.77 T-m

    M0cd = 2.23 T-m + 0.44T-m = 2.67 T-m

    M0dc = -2.23 T-m - 0.66T-m = -2.89 T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Paso3:

    Mba = M0ba + (2EI / 4) 2b + 0 + 0 = -0.66 + (4EI / 4) b

    Mbc = M0bc + (2EI / 4) 2b + c + 0 = 1.56 + (4EI / 4) b + (2EI / 4) c

    Mcb = M0cb + (2EI /4) 2c + c + 0 = -1.77+ (4EI /4) c + (2EI /4) b

    Mcd = M0cd - (M0dc/2) + (3EI /Ldc) c + 0 = 2.67 - (-2.89/2) + (3EI/ 4) c

    Remplazando:

    (a) Y (b) en I

    -0.66 + (4EI / 4) b + 1.56 + (4EI / 4) b + (2EI / 4) c = 0

    2EI b + 0.5EI c = -0.90 (I)

    (c) Y (d) en II

    -1.77+ (4EI /4) c + (2EI /4) b + 2.67 - (-2.89/2) + (3EI/ 4) c = 0

    0.5EI b + 1.75EI c = -2.35 (II)

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    2 0.50 b -0.90/ EI

    0.5 1.75 c -2.35/ EI

    b = -0.12/EI c = -1.31/EI

    Remplazando b y c:

    Mba = -0.66 + (4EI / 4) (-0.12/EI) = - 0.78 T-m

    Mbc = 1.56 + (4EI / 4) (-0.12/EI) + (2EI / 4) (-1.31/EI) = 0.78 T-m

    Mcb = -1.77+ (4EI /4) (-1.31/EI) + (2EI /4) (-0.12/EI) = - 3.14 T-m

    Mcd = 2.67 - (-2.89/2) + (3EI/ 4) (-1.31/EI) = 3.14 T-m

    Mdc = 0

    Diagrama de momento flector:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    M0db =-2.4 T-m M0bd =1.6 T-m

    Ejercicio 5:

    Solucin:

    3m

    2.5m

    4m

    3T/m

    3T/m

    4m 3m -1.5 T-m

    M0ab =1.5 T-m M0ba =-1.5 T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Mba = M0ba -(M

    0ab / 2)+ (3EI /Lab) b + 0 = -1.5 - (1.5 / 2) + (3EI/ 3) b

    Mbc = M0bc + (2EI / 2.5) 2b+c+0 = 0 + (4EI / 2.5) b + (2EI / 2.5) c

    Mbd = M0bd - (M0db/2) + (3EI /Ldb) b + 0 = 1.6 - (-2.4/2) + (3EI/ 4) b

    Mcb = M0cb+ (2EI /2.5) 2c + b+0 = 0 + (4EI / 2.5) c + (2EI / 2.5) b

    Remplazando:

    (a), (b) y (c) en (I)

    -1.5-(1.5/2) + (3EI/ 3) b + (4EI/ 2.5) b + (2EI/ 2.5) c + 1.6-(-2.4/ 2) + (3EI/ 4) b = 0

    3.35 EI b + 0.8 EI c + = - 3.55 (I)

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    (d) En (II)

    (4EI / 2.5) c + (2EI/2.5) b+ = 0

    0.8 EI b + 1.6 EI c = 0 (II)

    3.35 0.8 b -3.55/ EI

    0.8 1.6 c 0

    b = -1.20/EI c = -0.60/EI

    Mba = -1.5 - (1.5 / 2) + (3EI/ 3) (-1.20/EI) = -3.45 T-m

    Mbc = 0 + (4EI / 2.5) (-1.20/EI) + (2EI / 2.5) (-0.60/EI) = -2.4 T-m

    Mbd = 1.6 - (-2.4/2) + (3EI/ 4) (-1.20/EI) = 1.9 T-m

    Mcb = 0 + (4EI / 2.5) (-0.60/EI) + (2EI / 2.5) (-1.20/EI) = 1.92 T-m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Diagrama de momento flector:

    MATRIZ DE RIGIDEZ POR DEFINICION

    EJEMPLO:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D1 y D2 SON DE ROTACION Y D3 DE TRASLACION

    VECTOR DE DESPLAZAMIENTO GLOBALES DE LA ESTRUCTURA

    EJEMPLO:

    {} = EJEMPLO:

    {} =

    LEY DE HOOKE GENERALIZADA: {} = { } K = MATRIZ DE RIGIDEZ GLOBAL DE LA ESTRUCTURA

    EJEMPLO: {} = { } SI D1 = 1 , D2 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K11 K12 K13K21 K22 K23K31 K32 K33 D1 = 1D2 = 0D3 = 0 = K11K21K31 = Q1Q2Q3

    SI D2 = 1 , D1 = D3 = 0

    K11 K12 K13K21 K22 K23K31 K32 K33 D1 = 0D2 = 1D3 = 0 = K12K22K32 = Q1Q2Q3

    FUERZAS EXTERNAS UNITARIAS

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    SI D3 = 1 , D1 = D2 = 0

    K11 K12 K13K21 K22 K23K31 K32 K33 D1 = 0D2 = 0D3 = 1 = K13K23K33 = Q1Q2Q3

    CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE RIGIDEZ:

    EJEMPLO #1:

    D1 = 1 , D2 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K11 = Mbc + Mba

    - Hallar Mbc

    Mbc = M0bc + (2EIV / LV) 2D1 + D2 + 0

    Mbc = 0 + (2EIV / LV) 2 (1) + (0) + 0

    Mbc = 4EIV / LV

    - Hallar Mba

    Mba = M0ba + (2EIC / h) 2D1 + D2+ (3D3/h)

    Mba = 0+ (2EIC / h) 2 (1) + 0 + (3x0/h)

    Mba = 4EIC / h

    Remplazando:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K11 = 4EIV / LV + 4EIC / h

    K21 = Mcb + Mcd

    - Hallar Mcb

    Mcb = M0cb + (2EIV / LV) 2D2 + D1 + 0

    Mcb = 0 + (2EIV / LV) 2 (0) + (1) + 0

    Mcb = 2EIV / LV

    - Hallar Mcd

    Mcd = M0cd + (2EIC / h) 2D2 + D1+ (3D3/h)

    Mcd = 0+ (2EIC / h) 2 (0) + 0 + (3x0/h)

    Mcd = 0

    Remplazando:

    K21 = 2EIV / LV

    Vba x h - Mab - Mba = 0

    = + = + = Vba = 6EIC/h2

    F(x) = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K31 Vba = 0

    K31 = 6EIC/h2

    D2 = 1 , D1 = D3 = 0

    K12 = Mbc + Mba K22 = Mcb + Mcd K32 Vcd = 0

    K12 = 2EIV / LV K22 = 4EIV / LV + 4EIC / h K32 = 6EIC/h2

    D3 = 1 , D1 = D2 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K13 = Mbc + Mba

    - Hallar Mbc

    Mbc = M0bc + (2EIV / LV) 2D1 + D2 + 0

    Mbc = 0 + (2EIV / LV) 2 (0) + (0) + 0

    Mbc = 0

    - Hallar Mba

    Mba = M0ba + (2EIC / h) 2D1 + D2+ (3D3/h)

    Mba = 0+ (2EIC / h) 2 (0) + 0 + (3x1/h)

    Mba = 6EIC / h2

    Remplazando:

    K13 = 6EIC / h2

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K23 = Mcb + Mcd

    - Hallar Mcb

    Mcb = M0cb + (2EIV / LV) 2D2 + D1 + 0

    Mcb = 0 + (2EIV / LV) 2 (0) + (0) + 0

    Mcb = 0

    - Hallar Mcd

    Mcd = M0cd + (2EIC / h) 2D2 + D1+ (3D3/h)

    Mcd = 0+ (2EIC / h) 2 (0) + 0 + (3x1/h)

    Mcd = 6EIC / h2

    Remplazando:

    K23 = 6EIC / h2

    Vba x h - Mab - Mba = 0

    - Hallar Mab

    Mab = M0ab + (2EIC / h) 2D2 + D1+ (3D3/h)

    Mac = 0+ (2EIC / h) 2 (0) + 0 + (3x1/h)

    Mab = 6EIC / h2

    = + = + = Vba = 12EIC/h3 y Vcd = 12EIC/h3

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    F(x) = 0

    K33 Vba Vcd = 0

    K33 = 12EIC/h3 + 12EIC/h3 = 24EIC/h3

    4

    + 4

    2

    622

    4

    + 4

    626

    26

    224

    3

    K21 = K12

    K31 = K13

    K32 = K23

    EJEMPLO #2:

    Hallar K de la estructura mostrada:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D1 = 1 , D2 = D3 = 0

    K11 = 4EIV / LV + 4EIC / h K21 = 2EIV / LV K31 = 6EIC/h2

    K11 = 4EIV / 5 + 4EIC / 3 K21 = 2EIV / 5 K31 = 6EIC/9

    D2 = 1 , D1 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Hallar:

    = + + = + . + .

    = .

    = . =

    = . = . F(x) = 0

    K33 Vcd = 0

    K33 = Vcd

    K12 = 2EIV / LV K22 = 4EIV / LV + 3EIC / h K32 = 3EIC/h2

    K12 = 2EIV / 5 K22 = 4EIV / 5 + 3EIC / 2.5 K32 = 3EIC/2.52

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D3 = 1 , D1 = D2 = 0 Hallar: = + +

    = + . + . = .

    = . =

    = . = .

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K33 Vba Vcd = 0 K33 = 12EIC/h3 + 3EIC/h3 K13 = 6EIC / h2 K23 = 3EIC / h2 K33 = 12EIC/h3 + 3EIC/h3 K13 = 6EIC / 32 K23 = 3EIC / 2.52 K33 = 24EIC/33 + 3EIC/2.53 43 + 45 25 63225 45 + 32.5 32.52632 32.52 1233 + 32.53

    EJEMPLO #3: RESOLVER POR EL METODO DE RIGIDEZ POR DEFINICION: E = 2 x 106 Ton/m2 I = 0.30 x (0.55)3/12

    = 1. G.D.L = 2

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    2. D1 = 1 y D2 = 0 K11 - Mab =0 K11 = Mab K11 =4EI/5

    K21 - Mba - Mbc =0 K21 = Mba + Mbc K21 =2EI/5 D2 = 1 y D1 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K12 - Mab =0 K12 = Mab K12 =2EI/5

    K22 - Mba - Mbc =0 K22 = Mba + Mbc K22 =4EI/5 + 4EI/6 Hallar EI:

    IE = 0.30 x 0.55312 x(2x106) = 8318.75 Ton m2 K {D} = {Q} 4EI5 2EI52EI5 45 + 46

    1

    2

    = 06 6655

    3327.5 3327.5

    12200.8 1

    2

    = 06 D1 = 2.85 x 10-4 D2 = -5.69 x 10-4

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Por otro metodo, condensando:

    D1 =1

    K11 - Mba - Mbc =0 K22 = Mba + Mbc

    Hallar el Mab

    Mba = M0ba M0ab2 + 3EILab D1 + 0Lab Mba = 0 02 + 3EI5 1 + 05

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    = K11 =3EI/5 + 4EI/6

    35 + 46 1 = 6 10537.051 = 6 1 = 5.69 104

    EJEMPLO #4:

    E = 2 x 106 T/m2

    Solucin:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D1 = 1 , D2 = D3 = D4 = 0

    K11 - Mab =0 K11 = Mab K21 - Mba =0 K21 = Mba

    K11 =4EI/4 K21 =2EI/4

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K41 - Mcb =0 K41 = Mcb K31 Mdb =0 K21 =Mdb

    K41 =0 K31 =0

    D2 = 1 , D1 = D3 = D4 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K12 - Mab =0 K12 = Mab K22 - Mba -Mbc -Mbd =0

    K12 =2EI/4 K22 =4EI/4+4EI/3 +4EI/3.5

    K42 Mcb =0 K42 = Mcb K32 Mdb =0 K32 =Mdb

    K42 =2EI/3 K32 =2EI/3.5

    D3 = 1 , D1 = D2 = D4 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K13 - Mab =0 K13 = Mab K23 - Mbd =0 K23=Mbd

    K13 =0 K23 =2EI/3.5

    K43 Mcb =0 K43 = Mcb K33 Mdb =0 K33 =Mdb

    K43 =0 K33 =4EI/3.5

    D4 = 1 , D1 = D2 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K14 - Mab =0 K14 = Mab K24 - Mbc =0 K24=Mbc

    K14 =0 K24 =2EI/3

    K44 Mcb =0 K44 = Mcb K34 Mdb =0 K34 =Mdb

    K44 =4EI/3 K34 =0

    /2EI/400 2EI/4

    +

    . + 2EI/3.52EI/3 02EI/3.5

    /. 0 02EI/30

    / D1D2D3D4 =

    0800

    IE = 0.25 x 0.40312 x(2x106) = 2666.67 Ton m2

    . 1333.3400 1333.34. 1523.811777.78

    01523.81. 0

    01777.780.

    D1D2D3D4 = 0800

    D1 = -5.75 x 10-4 D2 = 1.15 x 10-3 D3 = -5.75 x 10-4 D4 = -5.75 x 10-4

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    METODO DE RIGIDEZ DIRECTA (Con matrices de transformacin A)

    LEY DE HOOKE GENERALIZADA:

    {} = K {D}.. (I)

    Dnde:

    {} mx1 = vector de cargas globales de la estructura

    {D} mx1 = vector de desplazamiento globales de la estructura

    {K} mxm = matriz de rigidez global de la estructura

    Dnde: m = # G.D.L

    DEFINIR:

    {d} e = Ae {D}. (II)

    {d} e = desplazamiento locales del elemento

    Ae = matriz de compatibilidad o transformacin del elemento.

    Ejemplo: EA =

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Solucin:

    nicamente por flexin

    {de} e = vector desplazamiento del elemento en coordenadas locales.

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}e = Ke {d}e -----------------------(III)

    {q} e = vector de cargas del elemento

    D1 = 1 D2 = 1

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D3 = 1 D4 = 1

    =

    0000 0000

    0001 0000

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {d} e = Ae {D}. (II)

    Ejemplo:

    = 0000 0100

    0001 0000

    = 00

    Si

    {} = {}=

    () PRINCIPIO DE TRABAJO VIRTUAL:

    Wext = Wint

    {} . {} = {} . {}=

    {} . {} = {( {}) } . {}=

    {} . {} = {( {}) } . {}= {} = {{}) . {} PRINCIPO DE LA CONTRAGRADIENCIA

    =

    PASOS:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    1. Definir los grados de libertad G.D.L {D} m , m = # G.D.L. 2. Generar las matrices de compatibilidad o matrices de transformacin de C/elemento; Ae.

    3. Generar la matrices de rigidez en coordenadas locales de C/elemento; Ke. 4. Proceso de ensamblaje, obtencin de la matriz de rigidez global de la estructura,

    KG.

    {} = {} {} 5. Generar el vector de cargas globales de la estructura {}.

    {} = {} + {} {} = {} 6. Resolver {} = KG {D} --------------OBTENER {D}

    7. Hallar {q}e = Ke Ae {D} - {q}eeq

    8. Hallar {d}e = Ae {D} y D.M.F y D.F.C

    {} = KTOTAL {D}

    DONDE:

    {} = =

    , = #. . SI: solo por flexin.

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    d1 = 1 , d2 = d3 = d4 = 0

    d2 = 1 , d1 = d3 = d4 = 0

    d3 = 1 , d1 = d2 = d4 = 0

    d4 = 1 , d1 = d2 = d3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    =

    12EI/36EI/212EI/36EI/2

    6EI/24EI/L6EI/22EI/L

    12EI/36EI/212EI/36EI/2

    6EI/22EI/L6EI/24EI/L

    Ejemplo#1:

    Resolver: E = 2x 106 T/m2 , EA =

    Solucin:

    Paso 1:

    G.D.L = 2

    Paso 2: D1 = 1 , D2 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    =

    0001 0000 42

    Paso 2: D2 = 1 , D1 = 0

    =

    0100 0001 42

    Paso 3:

    {} = =

    = + = . .

    () =

    = = 347.221041.67347.221041.67

    1041.674166.671041.672083.37

    347.221041.67347.221041.67

    1041.672083.371041.674166.67

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    = 00 00 00 10 347.221041.67347.221041.67 1041.674166.67

    1041.672083.37 347.22

    1041.67347.221041.67

    1041.672083.371041.674166.67

    0001 0000

    00 10 00 01 347.221041.67347.221041.67 1041.674166.67

    1041.672083.37 347.22

    1041.67347.221041.67

    1041.672083.371041.674166.67

    0100 0001

    = 4166.670 00 4166.672083.32 2083.324166.67 8333.332083.32 2083.324166.67

    Paso 4: {}

    = = = + {} + {}

    {q}1 = q1q2q3q4 = 9 Tn9 T m9 Tn

    9 T m {q}1eq = 9 Tn

    9 T m9 Tn+9 T m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}2 = q1q2q3q4 = 2.5 Tn3.75 T m2.5 Tn

    3.75 T m {q}1eq = 2.5 Tn

    3.75 T m2.5 Tn+3.75 T m

    12 = 00 + 0 0 00 0 0 10 999+9 + 0 1 00 0 0 01 2.5

    3.752.5+3.75

    12 = 00 + +90 + 3.75+3.75 = . .

    {} = KTOTAL {D} KTOTAL {D} = {}

    8333.33 2083.332083.33 4166.67 D1D2 = . . D1D2 = . . {q} 1 = K1 A1 {D} - {q}1eq

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 347.221041.67347.221041.67 1041.674166.67

    1041.672083.33 347.22

    1041.67347.221041.67

    1041.672083.331041.674166.67

    0001 0000 . .

    999+9 =

    . . .

    . {q} 2 = K2 A2 {D} - {q}2eq

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 347.221041.67347.221041.67 1041.674166.67

    1041.672083.33 347.22

    1041.67347.221041.67

    1041.672083.331041.674166.67

    0100 0001 . .

    2.53.752.5+3.75 =

    . . .

    Diagrama de momento:

    Ejemplo#2:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Paso 1:

    D1 = 1 , D2 = D3 = D4 =0 D2 = 1 , D1 = D3 =D4 = 0

    Paso 2:

    =

    0001 0000

    0000 0010 =

    0000 0001

    0000 0010

    D3 = 1 , D1 = D2 = D4 =0 D4 = 1 , D1 = D2 =D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    =

    0100 0001

    0000 0000 =

    0000 0100

    0001 0000

    Paso 3:

    {} = =

    = + + + = . .

    () = .

    = = = = 1185.21777.81185.21777.8 1777.83555.6

    1777.81777.8 1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    = 0000 0000

    0001

    1000 1185.21777.8

    1185.21777.8 1777.83555.6

    1777.81777.8 1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0001 0000

    0000 00

    10

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    0000 0000

    0001

    0100 1185.21777.8

    1185.21777.8 1777.83555.6

    1777.81777.8 1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0000 0001

    0000 00

    10 0000

    1000 0000

    0100 1185.21777.8

    1185.21777.8 1777.83555.6

    1777.81777.8 1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0100 0001

    0000 0000

    0000 0100

    0000 0010

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0000 0100

    0001 0000

    = 7111.21777.801777.8 1777.810666.81777.81777.8

    01777.83555.60 1777.81777.802370.4

    Paso 4: {}

    = = = = = + + + +

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}1 = q1 = 2.5 Tnq2 = 1.87 T mq3 = 2.5Tnq4 = 1.87 T m , {q}1eq = q1 = 2.5 Tnq2 = 1.87 T mq3 = 2.5 Tnq4 = +1.87 T m

    {q}3 = q1 = 3 Tnq2 = 1.5 T mq3 = 3Tnq4 = 1.5 T m , {q}3eq = q1 = 3 Tnq2 = 1.5 T mq3 = 3 Tnq4 = +1.5 T m

    1234

    = 0800 + 0000

    0000 000

    1 1000

    2.51.872.5+1.87 +

    0000 0000

    0001

    0100 0000 +

    0000 1000

    0000 0100

    31.523+1.5 +

    0000 0100

    0000 0010

    0000 = 123

    4

    = 0800 + 1.87002.5 +

    0000 + 1.51.500 +

    0000 = . .

    .

    {} = KTOTAL {D} KTOTAL {D} = {}

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    . . .

    . . . .

    . .

    . . .

    D1D2D34 = 0.379.502.5

    = . . .

    {q} 1 = K1 A1 {D} - {q}1eq

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0001 0000

    0000 00

    10

    . . .

    2.51.872.5+1.87 =

    . .

    . .

    {q} 2 = K2 A2 {D} - {q}2eq

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    . . .

    0000 = . . .

    .

    {q} 3 = K3 A3 {D} - {q}3eq

    = = = =

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    . . .

    31.53+1.5 =

    . . . .

    {q} 4 = K4 A4 {D} - {q}4eq

    = = = =

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    . . .

    0000 = . .

    .

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Diagrama de momento:

    Ejemplo#3: el mismo que el #2 pero darle solucin con el metodo de la condensacin:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Paso 1:

    D1 = 1 , D2 = D3 =0 D2 = 1 , D1 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    =

    0001 0000

    0010 =

    0000 0001

    0010

    Paso 2:

    D3 = 1 , D1 = D2 =0

    = = + + +

    = = + + + + = = = , =

    =

    0000 010

    1/2 0000

    Paso 3:

    {} = =

    = + + +

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    = . .

    () = .

    = = = = 1185.21777.81185.21777.8 1777.83555.6

    1777.81777.8 1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    = 000 000 001 100

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0001 0000

    0010

    000 000 001 010 1185.21777.8

    1185.21777.8 1777.83555.6

    1777.81777.8 1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0000 0001

    0010 000 100 000 010

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0100 0001

    0000 000 010 000 01/20

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    0000 010

    1/2 0000

    = 7111.21777.81777.8 1777.88444.61777.8 1777.81777.82370.4 3x3 Paso 4: {}

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    = = = = = + + + +

    {q}1 = q1 = 2.5 Tnq2 = 1.87 T mq3 = 2.5Tnq4 = 1.87 T m , {q}1eq = q1 = 2.5 Tnq2 = 1.87 T mq3 = 2.5 Tnq4 = +1.87 T m

    {q}3 = q1 = 3 Tnq2 = 1.5 T mq3 = 3Tnq4 = 1.5 T m , {q}3eq = q1 = 3 Tnq2 = 1.5 T mq3 = 3 Tnq4 = +1.5 T m

    123

    = 080 + 000 000 001 100 2.51.872.5+1.87 + 000 000 001 010 0000 +

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    000 100 000 010 31.53+1.5 + 000 010 000 0

    1/20 0000 =

    123

    = 080 + 1.8702.5 + 000 + 1.51.50 + 000 = . . .

    {} = KTOTAL {D} KTOTAL {D} = {}

    7111.21777.81777.8 1777.88444.61777.8 1777.81777.82370.4 D1D2D3 = . . .

    = . . .

    {q} 1 = K1 A1 {D} - {q}1eq

    = = = =

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    . . .

    2.51.872.51.87 =

    . . .

    . {q} 2 = K2 A2 {D} - {q}2eq

    = = = =

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    . . .

    0000 = . .

    . .

    {q} 3 = K3 A3 {D} - {q}3eq

    = = = =

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    . . .

    31.53+1.5 =

    . . . .

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q} 4 = K4 A4 {D} - {q}4eq

    = = = =

    = 1185.21777.81185.21777.8

    1777.83555.61777.81777.8

    1185.21777.81185.21777.8

    1777.81777.81777.83555.6

    /

    . . .

    = . . .

    Diagrama de momento:

    METODO DE CONDENSACION ESTATICA

    Sea por ejemplo:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K11K21K31 K12K22K32

    K13K23K33

    D1D2D3

    =

    GENERALIZANDO:

    {}{} = {}{}

    {} + {} = {} (1)

    {} + {} = {F} .... (2)

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {} + {} = {}

    T {} = - T {} I {} = - -1 {} {} = - -1 {} ..... (3)

    {} = T {} ..... (4)

    DONDE:

    T = - -1 . (5)

    Remplazando (3) en (2) tenemos:

    (- -1 {}) + {} = {F}

    {F} = - -1 {} {F} = L {}

    L = rigidez lateral.

    {F} = L {} (6)

    SIENDO:

    L = - -1

    Ejemplo #1: hallar la rigidez lateral de la estructura mostrada y graficar D.M.F.

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Solucin:

    D1 = 1 , D2 = D3 = 0

    K11 = 4EIV / LV + 4EIC / h

    K11 = 4EIV / 7 + 4EIC / 3.5

    K21 = 2EIV / LV

    K21 = 2EIV / 7

    K31 = 6EIC/h2

    K31 = 6EIC/12.25

    D2 = 1 , D1 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K22 = 2EIV / LV

    K12 = 2EIV / 7

    K22 = 4EIV / LV + 4EIC / h

    K22 = 4EIV / 7 + 4EIC / 3.5

    K32 = 6EIC/h2

    K32 = 6EIC/12.25

    D3 = 1 , D1 = D2 = 0

    K13 = 6EIC/h2

    K13 = 6EIC/12.25

    K23 = 6EIC/h2

    K23 = 6EIC/12.25

    K33 = 12EIC/h3

    K33 = 12EIC/42.88

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    4EIC/3.5 + 4EIV/7 4EIV/7 6EIC/12.25 D1 0

    4EIV/7 4EIC/3.5 + 4EIV/7 6EIC/12.25 D2 = 0

    6EIC/12.25 6EIC/12.25 24EIC/42.88 D3 F

    EIV = (2x106)x 0.30 x 0.60312 = 10800 Ton m2 EIC = (2x106)x 0.30 x 0.65312 = 13731.25 Ton m2

    21864.3 3085.7 6725.5 D1 0

    3085.7 21864.3 6725.5 D2 = 0

    6725.5 6725.5 7686.3 D3 7

    L = - -1 = . . . . . . . . .

    L = 5692.09 T/m2 {F} = L {} {7} = 5692.09 {} = 5692.09/7 = 1.2 x 10-3 m T = - -1

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    = . . . . . .

    = . .

    {} = T {}

    = . . . = = . .

    = = . . COLUMNA:

    Msup = M0ba + (2EIC / h) 2D1 + 0+ 3D3 /h

    = + . . (. ) + (. ). Msup = 3.05 Tn-m

    Minf = M0ab + (2EIC / h) 0 + D1+ 3D3 /h

    = + . . (. ) + (. ). Minf = 5.53 Tn-m

    VIGA:

    MIZ = M0ab + (2EIV / L) 2D1 + D2 + 0

    = + {(. ) + (. )} MIZ = -2.99 Tn-m

    MDER = M0ba + (2EIV / L) 2D2 + D1+ 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    2.5 Kip/Pie

    = + {(. ) + (. )} MIZ = -2.99 Tn-m

    DIAGRAMA DE MOMENTOS:

    Ejemplo #2: resolver el problema usando el metodo de rigidez directa con matrices de transformacin. A.

    18 Kip

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    E= 29000 KSI , I=1780 plg4

    SOLUCIN:

    PASO 1:

    Armaduras:

    Si: d1 = 1 d2 = 1

    CABLE

    A=1.6plg2

    EA=

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K11= EA/L K12=-EA/L

    K21= -EA/L K22=-EA/L

    = / // / Paso 2:

    D1 = 1 , D2 = D3 = 0

    D2 = 1 , D1 = D3 = 0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D3 = 1 , D1 = D2 =0

    = 45 , cos = x/1 , x = cos = cos 45 = 0.707

    Paso 3:

    {} = =

    = + + EI = 29000 x 1780 = 5162x 104 Kip-pie2

    EA = 29000 x 1.6 = 46400 Kip

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    = = 358472.22150833.3358472.22150833.3 2150833.317206666.7

    2150833.38603333.3 358472.2

    2150833.3358472.22150833.3

    2150833.38603333.32150833.317206666.7

    = 3866.73866.7 3866.73866.7

    = 000 000 001 100 358472.22150833.3

    358472.22150833.3 2150833.317206666.7

    2150833.38603333.3 358472.2

    2150833.3358472.22150833.3

    2150833.38603333.32150833.317206666.7

    0001 0000

    0010

    000 100 000 010 358472.22150833.3

    358472.22150833.3 2150833.317206666.7

    2150833.38603333.3 358472.2

    2150833.3358472.22150833.3

    2150833.38603333.32150833.317206666.7

    0100 0001

    0000 000 000.707 3866.73866.7 3866.73866.7 0 0 00 0 0.707

    = 34413333.48603333.32150833.3 8603333.317206666.70 2150833.30360405 Paso 4: {}

    = = = = + {} + {} + {}

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}2 = q1q2q3q4 =

    15301530 , {q}eq2 =

    q1q2q3q4 = 153015+30

    123

    = 008 + 000 000 001 100 0000 + 000 100 000 010 153015+30 +

    000 000.707 0000

    =

    +

    + +

    +

    = ++ {} = KTOTAL {D} KTOTAL {D} = {}

    34413333.48603333.32150833.3 8603333.317206666.70 2150833.30360405 = ++

    = . .

    . {q} 1 = K1 A1 {D} - {q}1eq

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 358472.22150833.3358472.22150833.3

    2150833.317206666.72150833.38603333.3

    358472.22150833.3358472.22150833.3

    2150833.38603333.32150833.317206666.7

    0001 0000

    0010 5.410

    64.41065.4105

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = . . . .

    {q} 2 = K2 A2 {D} - {q}2eq

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 358472.22150833.3358472.22150833.3

    2150833.317206666.72150833.38603333.3

    358472.22150833.3358472.22150833.3

    2150833.38603333.32150833.317206666.7

    0100 0001

    0000 5.41064.41065.4105

    153015+30

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = . . . .

    {q} 3 = K3 A3 {D} - {q}3eq

    q1 = Viq2 = Miq3 = Vjq4 = Mj

    = 3866.73866.7 3866.73866.7 0 0 00 0 0.707 5.41064.41065.4105 =

    00.100 Diagrama de momento:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    METODO DE RIGIDEZ DIRECTA (Cosenos directores)

    EJEMPLO:

    {D} = DESPLAZ.GLOBALES DE LA ESTRUCTURA EN COORDENADAS GLOBALES

    48 G.D.L

    {} = VECTOR DE CARGAS GLOBALES DE LA ESTRUCTURA EN COORDENADAS GLOBALES

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    LEY DE HOOKE GENERALIZADA

    {} mx1 = KTOTALmxm {D} mx1 . (I) m= #G.D.L

    DEL METODO ANTERIOR;

    {} = ATe Ke Ae {D} ..... (II)

    ELEMENTO (e)

    {d}e =

    d1d2d3d4d5d6

    6x1

    =

    {d} e = Ae {D}

    {} = A AL {D} .. (III)

    Ejes LOCALES

    Ejes GLOBALES

    Vector de desplazamiento en coordenadas locales/elemento

    Se incluye deformaciones axiales.

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Dnde:

    A=Matriz de cosenos directores. AL = Matriz de localizacin.

    d1= d*1 cos + d*2 sen d2= d*1 sen + d*2 cos d2= d*3

    d1d2d3d4d5d6 =

    cosseno0000

    senocos0000 001000

    000cosseno0

    000senocos0 000001

    6x6

    d1d2d3d4d5d6

    A {d}e = A {d}*e (IV)

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Ejemplo:

    [AL]1 =

    d1d2d3d4d5d6 D1 D2 D3 D4 D5000100

    000010 000001

    000000 000000

    6 x G.D.L 6 x 5

    6 x 5 DESPLAZ. DE ELEMENTOS EN COORD. GLOBALES

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [A]1 =

    010000

    100000 001000

    000010

    000100 000001

    FORMULACION DE METODO {d}e = [A]e [AL] e {D} ---------------------------------------- (1) {q}e = [Ke]6x6 {d}e ----------------------------------------------- (2) {} = ATe Ke Ae {D}

    {} = ALT AT Ke Ae ALe {D} ----------------------------------- (3) Ke = matriz de rigidez del elemento en coord. Locales.

    {} = KTOTAL {D} ----------------------------------------------- (4) {} = {}CONC + [A]eTn

    e=1

    {q}eeq {} = {}CONC + [AL]Tne=1 [A]T {q}eeq -------------------------------------- (5) {q} e = Ke Ae ALe {D} - {q}eeq --------------------------------- (6)

    =90 =0

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    4 T-m

    [K]ARM = d1d2 d1 d2 EA/LEA/L EA/LEA/L

    [K]e =

    EA/L00EA/L00

    012EI/L36EI/L20

    12EI/L36EI/L2

    06EI/L24EI/L06EI/L22EI/L

    EA/L00EA/L00

    0

    12EI/L36EI/L2012EI/L36EI/L2

    06EI/L22EI/L0

    6EI/L24EI/L

    EJEMPLO N1:

    25x45

    4 m

    2 m

    2 m

    6 T

    25x45

    25x45

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [AL]1 = d1d2d3d4d5d6

    D1 D2 D3 D4 D5 D6000100

    000010 000001

    000000 000000

    000000

    [AL]3 = d1d2d3d4d5d6

    D1 D2 D3 D4 D5 D6100000

    010000 001000

    000100 000010

    000001 = [I]

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [A]1 = [A]2 =

    010000

    100000 001000

    000010

    000100 000001

    A = 0.25 x 0.45 = 0.1125 m2

    E = 2 x 106 T/m2 , L = 4m

    I = (0.25 x 0.453) / 12 = 1.89 x 10-3 m4

    EI = (2x106)x 0.25 x 0.45312 = 3796.88 Ton m2 EA = (2x106)x(0.25 x 0.45) = 225000 Ton [K]1 = [K]2 = [K]3 =

    56250005625000

    0711.91423.80711.91423.8

    01423.83796.901423.81898.4

    56250005625000 0711.91423.80711.9

    1423.8 01423.81898.40

    1423.83796.9

    {KTOTAL} = ALeT AeT Ke ne=1

    ALe Ae {KT} = A1T A1TK1A1A1 + 2A2T K22A2 + 3 A3T K333

    [] =

    . .

    . .

    . .

    . .

    .

    .

    . .

    . .

    . .

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    2.67 T-m 2.67 T-m

    4 Tn 4 Tn

    3 T-m 3 T-m 2 m 2 m

    +

    . .

    . .

    . .

    . .

    .

    .

    . .

    . .

    . .

    +

    . .

    . .

    . .

    . .

    .

    .

    . .

    . .

    . .

    =

    [KTOTAL] =56961.901423.85625000

    056961.91423.80711.91423.8

    1423.81423.87593.801423.81898.4

    562500056961.901423.80

    711.91423.8056961.91423.8

    01423.81898.41423.81423.87593.8

    {} = {}CONC + [AL]Tne=1

    [A]T {q}eeq

    2 T/m

    4 m

    6 T

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {}CONC =

    1 = 02 = 03 = 04 = 05 = 06 = 4

    {} = {}CONC + [AL]1T [A]1T {q}1eq + [AL]3T [A]3T {q}3eq

    {} =

    000004 +

    000000

    000000 000000

    100000 010000

    001000

    010000

    100000 001000

    000010 000

    100 000001

    03303+3

    + [I] [I]

    04

    2.6704+2.67

    {} =

    000004 +

    303000 +

    04

    2.6704+2.67

    =

    340.33046.67

    {} = KTOTAL {D}

    KTOTAL {D} = {}

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    56961.901423.85625000

    056961.91423.80711.91423.8

    1423.81423.87593.801423.81898.4

    562500056961.901423.80

    711.91423.8056961.91423.8

    01423.81898.41423.81423.87593.8

    =

    .

    .

    D1D2D3D4D5D6 =

    2.06x1037.4x105

    4.89x1042.01x1031.55x1056.34x104

    {q} e = Ke Ae ALe {D} - {q}eeq

    {q}1 =

    q1 = Axiiq2 = Viq3 = Miq4 = Axijq5 = Vjq6 = Mj

    = [Ke]1 [A]1 [AL]1 {D} {q}1eq {q}1 =

    56250005625000

    0711.91423.80711.91423.8

    01423.83796.901423.81898.4

    562500056250000

    711.91423.80711.91423.8

    01423.81898.401423.83796.9

    2.06x1037.4x105

    4.89x1042.01x1031.55x1056.34x104

    03303+3

    {q}1 =

    q1 = 4.16 Tnq2 = 3.77 Tnq3 = 3.12 T mq4 = 4.16 Tnq5 = 2.23 Tnq6 = 2.88 T m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}2 =

    q1 = Axiiq2 = Viq3 = Miq4 = Axijq5 = Vjq6 = Mj

    = [Ke]2 [A]2 [AL]2 {D} {q}2eq {q}2 =

    56250005625000

    0711.91423.80711.91423.8

    01423.83796.901423.81898.4

    562500056250000

    711.91423.80711.91423.8

    01423.81898.401423.83796.9

    2.06x1037.4x105

    4.89x1042.01x1031.55x1056.34x104

    000000

    {q}2 =

    q1 = 0.87 Tnq2 = 2.33 Tnq3 = 4.07 T mq4 = 0.87 Tnq5 = 2.33 Tnq6 = 4.07 T m

    {q}3 =

    q1 = Axiiq2 = Viq3 = Miq4 = Axijq5 = Vjq6 = Mj

    = [Ke]3 [A]3 [AL]3 {D} {q}3eq

    {q}3 =

    56250005625000

    0711.91423.80711.91423.8

    01423.83796.901423.81898.4

    562500056250000

    711.91423.80711.91423.8

    01423.81898.401423.83796.9

    [] []

    2.06x1037.4x105

    4.89x1042.01x1031.55x1056.34x104

    04

    2.6704+2.67

    {q}3 =

    q1 = 2.81 Tnq2 = 4.16 Tnq3 = 1.93 T mq4 = 2.81 Tnq5 = 3.84 Tnq6 = 1.27 T m

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    DIAGRMA DE MOMENTO FLECTOR:

    EJEMPLO N2: HALLAR LAS FUERZAS INTERNAS EN LA ARMADURA MOSTRADA

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    P= 50 Klb

    L = 20Pie

    A= 8 pulg2 (const)

    E = 30000 Ksi (const)

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [A]ARM = CosSen00 SenCos00

    00CosSen

    00SenCos4x4 ARMADURAS:

    {d}e = d1d3d3d44 x 4 {q}e = q1q3q3q44 x 4

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [A]1 = [A]2 = 0100 1000

    0001

    00104x4 [A]3 = [A]4 = [I]

    [A]5 = 0.60.800 0.80.600

    000.60.8

    000.80.64x4 [A]6 = 0.60.800

    0.80.600

    000.60.8

    000.80.64x4

    [AL]1 = d1d2d3d4 D1 D2 D3 D4

    0010 0001

    0000 0000 [AL]2 =

    d1d2d3d4 D1 D2 D3 D4

    0000 0000

    0010 0001

    [AL]3 = d1d2d3d4 D1 D2 D3 D4

    0000 0000

    0000 0000 [AL]5 =

    d1d2d3d4 D1 D2 D3 D4

    0000 0000

    0010 0001

    [AL]6 = d1d2d3d4 D1 D2 D3 D4

    0010 0001

    0000 0000 [KARM]1=2 =

    1250012500

    0000 1250012500

    0000

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [KARM]3=4 = 1666.701666.70 0000

    1666.701666.70 0000 [KARM]5=6 =

    1000010000

    0000 1000010000

    0000

    [] =

    = 5010025125 {} = + .. +

    {K} = 00000000

    1000 0100

    01001000

    0001 00

    10 12500

    125000000

    1250012500 0000

    0100

    1000000

    1 0010

    00100001

    0000 0000

    00000000

    0010 0001

    01001000

    0001 00

    10 12500

    125000000

    1250012500 0000

    0100

    1000000

    1 0010

    00000000

    0010 0001

    00000000

    0000 0000

    10000100

    0010 0001

    1666.701666.70

    00001666.701666.70

    0000 1000

    01000010

    0001 0000

    00000000

    0000

    10000100

    0010 0001

    10000100

    0010 0001

    1666.701666.70

    00001666.701666.70

    0000 1000

    01000010

    0001 1000

    01000010

    0001

    00000000

    0010 0001

    0.60.8000.80.600

    000.60.8 00

    0.80.6 10000

    100000000

    1000010000 0000

    0.60.800

    0.80.600000.6

    0.8 000.80.6

    00000000

    0010 0001

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    0000

    00001000

    0100 0.60.800

    0.80.600

    000.60.8

    000.80.6

    1000010000

    00001000010000

    0000 0.60.800

    0.80.600

    000.60.8

    000.80.6

    00100001

    0000 0000

    {} = 2026.74801666.70480189000

    1666.702026.7480 004801890

    KTOTAL {D} = {}

    2026.7480

    1666.70480189000

    1666.702026.7480 004801890

    D1D2D3D4 = 5010025

    125

    D1D2D3D4 =

    0.16 plg9.24 x 102 plg0.13 plg3.24 x 102 plg

    {q} 1 = K1 A1 AL1 {D} - {q}1eq

    {q}1 = 12500125000000

    1250012500 0000

    0100

    1000000

    1 0010

    00100001

    0000 0000

    0.16 9.24 102 0.13 3.24 102 {} {q}1 =

    0115.5 0 115.5

    {q} 2 = K2 A2 AL2 {D} - {q}2eq

    {q}2 = 12500125000000

    1250012500 0000

    0100

    1000000

    1 0010

    00000000

    0010 0001

    0.16 9.24 102 0.13 3.24 102 {}

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}2 =

    40.50 40.5 0

    {q} 3 = K3 A3 AL3 {D} - {q}3eq

    {q}3 = 1666.701666.700000

    1666.701666.70 0000

    10000100

    0010 0001

    00000000

    0000 0000

    0.16 9.24 102 0.13 3.24 102 {} {q}3 =

    0000

    {q} 4 = K4 A4 AL4 {D} - {q}4eq

    {q}4 = 1666.701666.700000

    1666.701666.70 0000

    10000100

    0010 0001

    10000100

    0010 0001

    0.16 9.24 102 0.13 3.24 102 {} {q}4 =

    50.00

    50.00

    {q} 5 = K5 A5 AL5 {D} - {q}5eq

    {q}5 = 10000100000000

    1000010000 0000

    0.60.800

    0.80.600000.6

    0.8 000.80.6

    00000000

    0010 0001

    0.16 9.24 102 0.13 3.24 102 {} {q}5 =

    103.920103.920

    {q} 6 = K6 A6 AL6 {D} - {q}6eq

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    {q}6 = 10000100000000

    1000010000 0000

    0.60.800

    0.80.600

    000.60.8

    000.80.6

    00100001

    0000 0000

    0.16 9.24 102 0.13 3.24 102 {} {q}6 =

    22.080

    22.080

    EJERCICIO PROPUESTO: Wu = 1.4 CM + 1.7 CV

    C1 = 18 Tn , C2 = 10 Tn , C3 = 9 Tn

    CM1 = 2.5 T/ml , CM2 = 2 T/ml , CM3 = 1 T/ml

    CV1 = 1.5 T/ml , CV2 = 1 T/ml , CV3 = 0.5 T/ml

    E = 2 x 106 T/m2

    SOLUCION:

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D1 = 1 D2 = 1

    D3 = 1 D4 = 1

    D5 = 1 D6 = 1

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D7 = 1 D8 = 1

    D9 = 1 D10 = 1

    D11 = 1 D1 2 = 1

    D13 = 1 D1 4 = 1

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D15 = 1

    MATRIZ DE RIGIDES TOTAL DE TODO EL PORTICO (KTOTAL):

    10666.7 1777.8 0 0 1777.8 0 0 0 0 0 0 0 3555.6 -1777.8 0

    1777.8 14222.2 1777.8 0 0 1777.8 0 0 0 0 0 0 3555.6 -1777.8 0

    0 1777.8 14222.2 1777.8 0 0 1777.8 0 0 0 0 0 3555.6 -1777.8 0

    0 0 1777.8 10666.7 0 0 0 1777.8 0 0 0 0 3555.6 -1777.8 0

    1777.8 0 0 0 10666.7 1777.8 0 0 1777.8 0 0 0 -1777.8 3555.6 -1777.8

    0 1777.8 0 0 1777.8 14222.2 1777.8 0 0 1777.8 0 0 -1777.8 3555.6 -1777.8

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    0 0 1777.8 0 0 1777.8 14222.2 1777.8 0 0 1777.8 0 -1777.8 3555.6 -1777.8

    0 0 0 1777.8 0 0 1777.8 10666.7 0 0 0 1777.8 -1777.8 3555.6 -1777.8

    0 0 0 0 1777.8 0 0 0 7111.1 1777.8 0 0 0 -1777.8 1777.8

    0 0 0 0 0 1777.8 0 0 1777.8 10666.7 1777.8 0 0 -1777.8 1777.8

    0 0 0 0 0 0 1777.8 0 0 1777.8 10666.7 1777.8 0 -1777.8 1777.8

    0 0 0 0 0 0 0 1777.8 0 0 1777.8 7111.1 0 -1777.8 1777.8

    3555.6 3555.6 3555.6 3555.6 -1777.8 -1777.8 -1777.8 -1777.8 0 0 0 0 9481.5 -4740.7 0

    -1777.8 -1777.8 -1777.8 -1777.8 3555.6 3555.6 3555.6 3555.6 -1777.8 -1777.8 -1777.8 -1777.8 -4740.7 9481.5 -4740.7

    0 0 0 0 -1777.8 -1777.8 -1777.8 -1777.8 1777.8 1777.8 1777.8 1777.8 0 -4740.7 4740.7

    L = rigidez lateral.

    L = - -1

    EJEMPLO

    PLACA

    PLACA

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    EA = 6G.D.L (4 ROT. Y 2 TRASL.)

    EJERCICIO #3: HALLAR LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES.

    D1 = 1 D2 = 1

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K11 = 4EI/6 + 4EI/3 K12 = 2EI/6

    K21 = 2EI/6 K22 = 4EI/6 + 4EI/3

    K31 = -6EI/9 K32 = -6EI/9

    K41 = 6EI/9 K42 = 6EI/9

    D3 = 1 D4 = 1

    K13 = -6EI/9 K14 = 6EI/6

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    K23 = -6EI/9 K24 = 6EI/9

    K33 = 48EI/27 K34 = -24EI/27

    K43 = -24EI/27 K44 = 24EI/27

    [K]TOTAL =4EI6 + 4EI32EI6

    6EI96EI9

    2EI64EI6 + 4EI3

    6EI96EI9

    6EI9

    6EI948EI27

    24EI27

    6EI96EI9

    24EI2724EI27

    EI = (2x106)x 0.30 x 0.50312 = 6250 Ton m2 [K]TOTAL =

    125002083.34166.64166.6

    2083.312500

    4166.64166.6

    4166.64166.611111.15555.5

    4166.64166.6

    5555.55555.5

    L = rigidez lateral. L = - -1 [KL] = 11111.1 -5555.5-5555.5 5555.5 - -4166.6 -4166.64166.6 4166.6 12500 2083.32083.3 12500 -4166.6 4166.6-4166.6 4166.6 [KL] = 8730.15 3174.63174.6 3174.6 L {} = {F}

    8730.15 3174.63174.6 3174.6 D3D4 = 108

    D3D4 = 3.24 x 103 m5.76 x 103 m

    {} = - -1 {}

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    D1D2 = 12500 2083.32083.3 125001 4166.6 4166.64166.6 4166.6 3.24 x 103 m5.76 x 103 m

    D1 = 1D2 = 2 = 7.2 x 104rad7.2 x 104 rad

    MATRIZ DE RIGIDEZ LATERAL PORTICO PLACA

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    MATRIZ DE RIGIDEZ DE LA VIGA BRAZO RIGIDO

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    SI LA VIGA TRABAJA SOLO POR FLEXION:

    SE TIENE:

    Parte flexible:

    {qe} = Ke4x4 {e} ________________________________________ (1)

    POR COMPATIBILIDAD:

    VA = 1 VA = Vi + a x i

    A = i

    VB = 1 VB = Vj - b x j

    B = j

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    vAAvBB

    = 1000 a100

    0010 00

    b1 viivjj

    d = [H] {d} H Flexible rgido

    H = Matriz de compatibilidad

    VA = 1 x Vi + a x i + 0 x Vj + 0 x j

    A = 0 x Vi + 1 x i + 0 x Vj + 0 x j

    VB = 0 x Vi + 0 x i + 1 x Vj - b x j

    B = 0 x Vi + 0 x i + 0 x Vj + 1 x j [K]BRAZO RIGIDO = [H]4x4T [Ke]4x4 [H]4x4 POR EQUILIBRIO:

    Vi = VA

    Mi = a x VA + MA

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    Vj = VB

    Mj = -b x VB + MB

    Vi = 1 x VA + 0 x MA + 0 x VB + 0 x MB

    Mi = 0 x VA + 1 x MA + 0 x VB + 0 x MB

    Vj = 0 x VA + 0 x MA + 1 x VB + b x MB

    Mj = 0 x VA + 0 x MA - b x VB + 1 x MB

    viMivjMj = 1a00

    a100 001

    b 0001

    vAMAvBMB {f} = [H] f HT Flexible rgido

    POR LA LEY DE HOOKE : f = [Ke] d () Si remplazamos (3) en (2):

    {f} = [H]T [Ke] d () Si remplazamos (1) en (4):

    {f} = [H]T [Ke] [H] {d} [K]VBRAZ = [H]4x4T [Ke]4x4 [H]4x4

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    [K] =

    12EIL36EIL2 + 12EIL3 xa

    12EIL36EIL2 + 12EIL3 xb

    6EIL2 + 12EIL3 x a4EIL + 12EIL2 x a + 12EIL3 x a2

    6EIL2 12EIL3 xa2EIL + 6EIL2 (a + b) + 12EIL3 xaxb

    12EIL3

    6EIL2 12EIL3 x a12EIL3

    6EIL2 12EIL3 xb

    6EIL2 + 12EIL3 xb2EIL + 6EIL2 (a + b) + 12EIL3 xaxb

    6EIL2 12EIL3 xb4EIL + 12EIL2 x b + 12EIL3 x b2

    [Ke]VRIGIDO =

    EA/L00EA/L00

    000000 000000

    EA/L00EA/L00

    000000 000000

    KP = PLACA

    [K]P =

    EA/L0

    0EA/L0

    0

    012L3 ( EIZ1 + 2g)6L2 ( EIZ1 + 2g)0

    12L3 ( EIZ1 + 2g)6L2 ( EIZ1 + 2g)

    06L2 ( EIZ1 + 2g)4L (1 + g2)( EIZ1 + 2g)0

    6L2 ( EIZ1 + 2g)2L (1 g)( EIZ1 + 2g)

    EA/L00

    EA/L00

    0

    12L3 ( EIZ1 + 2g)

    6L2 ( EIZ1 + 2g)012L3 ( EIZ1 + 2g)

    6L2 ( EIZ1 + 2g)

    06L2 ( EIZ1 + 2g)2L (1 g)( EIZ1 + 2g)0

    6L2 ( EIZ1 + 2g)4L (1 + g2)( EIZ1 + 2g)

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    LTOTAL = a + b + L

    FACTOR DE FORMA:

    f = 1.2 f = 10 / 9 f = 2 f = Area axial / Area alma

    PROBLEMA:

    1. HALLAR: LA MATRIZ DE RIGIDEZ TOTAL

    2. HALLAR: LA MATRIZ DE RIGIDEZ LATERAL

    3. HALLAR: DESPLAZAMIENTO LATERAL

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    30 Tn

    4.00 m

    8.00m 2.00

    .20

    E = 2 x 106 Ton/m VIGA

    PLACA C A

    COLUMNA

    30 x 70

    30 x 70

  • Anlisis estructural Avanzado

    Facultad De Ingeniera Escuela Profesional De Ingeniera Civil

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    a=1.00 8.35

    3.65

    D1 = 1 D2 = 1

    [A]1 = d1d2d3d4 D1 D1 D1

    0001 0000

    0010