El análisis estructural está atribuido al cálculo de las fuerzas internas y desplazamientos que desarrollan los elementos de una estructura cuando ésta se ve sometida a la aplicación de cargas externas.

La finalidad del cálculo matricial consiste en agrupar toda la información necesaria en matrices que relacionan todas las variables como son las cargas, propiedades mecánicas de los miembros de la estructura y los desplazamientos desconocidos, que a su vez describen ecuaciones de equilibro en todos los nudos de la estructura, por lo tanto la solución puede ser de manera automática mediante el uso de programas o software de ordenadores que es la práctica habitual hoy en día.

En esta oportunidad se presenta el método de la rigidez o método de los desplazamientos para el análisis de estructuras bidimensionales, que consiste en la relación de una carga y el desplazamiento que esta produce asumiendo un comportamiento elástico y lineal del material para un estado de pequeñas deformaciones, o también se puede definir la rigidez como la fuerza necesaria para producir un desplazamiento unitario en el sentido y dirección de la carga.

LIBRO ANALISIS MATRICIAL 1

Contenido:

CONCEPTOS GENERALES 

  • Matriz de rigidez local
    • Elemento tipo cercha
    • Elemento tipo viga
    • Elemento tipo pórtico
    • Elemento sometido a torsión
  • Matriz de transformación de coordenadas
  • Matriz de rigidez global de los elementos

CAPÍTULO 2 CERCHAS 

  • Ejercicio 1. Cercha sencilla con tres elementos
  • Ejercicio 2. Cercha con elementos en diagonal y voladizo
  • Ejercicio 3. Cercha con desplazamientos inducidos

CAPÍTULO 3 VIGAS 

  • Ejercicio 3.1. Viga de concreto en voladizo y con resorte elástico
  • Ejercicio 3.2 Viga de concreto con luces continuas
  • Ejercicio 3.3 Viga sobre base elástica

CAPÍTULO 4 PORTICOS PLANOS 

  • Ejercicio 1. Pórtico inclinado con dos elementos y cargas puntuales.
  • Ejercicio 2. Pórtico simple con asentamiento en la base y elemento resorte para controlar derivas.
  • Ejercicio 3. Pórtico inclinado con apoyo móvil y carga puntual inclinada.

CAPÍTULO 5 TORSIÓN 

  • Ejercicio 5.1. Elemento prismático con cambios de sección sometido a momentos puntuales de torsión
  • Ejercicio 5.2. Elemento prismático bien empotrado y sometido a momentos puntuales de torsión

APÉNDICE A
BIBLIOGRAFIA

Este texto, se realizó con el fin de contribuir a modo de apoyo a estudiantes y profesores de ingeniería civil, mecánica, entre otras. A nivel de Pregrado y Postgrado en el aprendizaje y enseñanza del análisis estructural.

Le hago un reconocimiento especial al Ph.D. Genner Villareal Castro, sin duda uno de los mejores ingenieros estructurales de la actualidad y quien ha realizado la revisión técnica de este texto. Su pasión por la ingeniería estructural se ve reflejada en la gran cantidad de información que incluye investigaciones, libros, video tutoriales, conferencias entre otros aportes, que han ayudado a un sin número de estudiantes de pregrado y postgrado a un crecimiento profesional. Su pasión y compromiso fue fundamental para motivarme hacer este libro.
Agradezco enormemente a mi Profesor de la catedra Análisis estructural el Ph.D. Andrés Guzmán de la Universidad del Norte, quien considero uno de los mejores ingenieros estructurales del país (Colombia), por sus sabios aportes a la academia y a mi formación como ingeniero estructural.
Estoy muy agradecido con mi profesor de Pregrado el Ing. Leocadio Rico Pradilla, que con su valiosa metodología para enseñar me motivo a plantear cosas diferentes dentro de la ingeniería estructural y que desafían el intelecto.
Este libro se lo dedico a Dios que es mi todo, mi familia y mis amigos de especialización en análisis y diseño de estructuras promoción XIV de la Universidad del Norte.

A los lectores espero sea su agrado y mucha utilidad el texto, y se vea reflejado el espíritu colaborativo de compartir el conocimiento a todos de manera libre.

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AUTOR Brayan D. Novely Cabrales
Ingeniero Civil, Universidad de Pamplona, Especialista en Análisis y Diseño de estructuras, Universidad del Norte.
Revisión técnica: Andrés Fernando Guzmán Guerrero, Dr. Ing. Docente asociado a Universidad del Norte Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia Magíster en Ingeniería Civil, Universidad de los Andes Doctor en Ingeniería, Universidad de los Andes.

ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS POR EL MÉTODO DE LA RIGIDEZ