Matriz de Rigidez Estructural

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Metodo de matriz estructural para calcular desplazamientos de una estructura y fuerzas internas en elementos

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  • METODODEMATRICIALDERIGIDEZPASO1:COORDENADASYGDLsDefinir coordenadas globales y orientacin de los elementos (coordenadas locales); Definir grados de libertad de la estructura. PASO2Y3:MATRICESDERIGIDEZDELOSELEMENTOSYLAESTRUCTURA Mtodo 1

    Obtener la matriz de rigidez [Ke] para cada elemento

    Numerar las matrices [Ke] de acuerdo a los GDLs de la estructura

    Obtener:

    .#

    1

    elem

    eeijij

    KK

    3

    52

    641

    3563

    52452

    641641

    5.0

    mmm

    mmmmmmm

    mmmmmmmmmmm

    Ke

    2321 sLEIc

    LEAm

    2322 cLEIs

    LEAm

    LEIm 3

    scLEI

    LEAm

    34

    cLEIm 25

    sLEIm 26

    Mtodo 2

    Imponer Uj=1 y Ui=0 para (i=1,2,3, y ij)

    Calcular fuerzas internas en cada elemento

    Obtener Kij igual a la suma de las fuerzas internas en la direccin del grado de libertad i

    4EI/L

    2EI/L

    6EI/L2

    6EI/L2

    6EI/L2

    12EI/L3

    6EI/L2

    12EI/L3

    3EI/L 3EI/L2

    3EI/L2 3EI/L3

    3EI/L2

    3EI/L3

    Tipo 1

    Tipo 2

    Tipo 4

    EA/L

    PASO4:VECTORDEFUERZASMtodo 1: Obtener Fn, Fo y Ro Mtodo 2: Obtener Fn y Fo Tipo 1

    Carga po2 po3 po5 po6Distribuida

    w 2wL

    12

    2wL 2

    wL 12

    2wL Puntual f

    @L/2 2f

    8Lf

    2f

    8Lf

    Puntuales f@L/3

    f 9

    2 Lf f

    92 Lf

    Tipo 2

    Carga po2 po3 po5 po6Distribuida

    w 83wL

    0 8

    5wL 8

    2wL Puntual f

    @L/2 165 f

    0 16

    11 f 16

    3 Lf Puntuales f

    @L/3 32 f

    0 3

    4 f 3Lf

    Tipo 4

    Carga po2 po3 po5 po6Distribuida

    w 2wL 0

    2wL 0

    Puntual f@L/2 2

    f 0 2f 0

    Puntuales f@L/3

    f 0 f 0

    Matrices de transformacin

    10000

    10000

    cssc

    cssc

    PASO5:DESPLAZAMIENTOSMtodo 1

    R

    L

    RRRL

    LRLL

    on

    on

    UU

    KKKK

    RRFF RLRonLLL UKFFKU 1

    Mtodo 2 Si los desplazamientos conocidos en los apoyos se tratan como cargas, {UR}={0} onLLL FFKU 1 PASO6:REACCIONESMtodo 1 oRRRLLRn RUKUKR Mtodo 2

    Si se utiliza el mtodo 2, las reacciones se pueden calcular despus de tener las fuerzas internas del Paso 7.

    PASO7:FUERZASINTERNASMtodo 1 oee PUKP Pp Mtodo 2

    Si se utiliza el mtodo 2, las fuerzas internas se pueden calcular imponiendo uno a uno los desplazamientos calculados en el paso 5 y sumando todas las fuerzas generadas con los efectos de las cargas externas

    Tipo Parmetro

    1 2 3 4

    12 3 3 0 4 3 3 0 6 3 3 0

    Fil. y col. con ceros - 3 6 3, 6

    on

    on

    RRFF