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Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Exactas, Fı́sicas y Naturales Cálculo Estructural I Resumen para coloquio Autor: Leonardo Alberto Desimone 23 de julio de 2022 Copyright© 2022 Leonardo Alberto Desimone Publicación independiente Prohibida su reproducción, almacenamiento o distribución por cualquier medio, total o parcial, sin el permi- so previo y por escrito del autor y/o la editorial. También se encuentra totalmente prohibido su tratamiento informático y distribución por medios electrónicos tales como internet o cualquier otro soporte. Primera impresión, julio 2022 TEMARIO PARA EXAMEN TEORICO 2020 CÁLCULO ESTRUCTURAL I (IA-IM-IME) Aclaración: el presente temario es muy similar al anterior (2014), con la salvedad de que se han agregado guías de dónde estudiar el tema en la bibliografía que está en el Aula Virtual (en carpeta Notas Teóricas de cada tema: MF, MR, Din), no obstante, también se puede utilizar el material presentado en las clases teóricas dictadas en forma virtual para completar el contenido que se indica a continuación MÉTODO DE LAS FUERZAS 1. Tipos de estructuras de barras y modelos de análisis. Grado de hiperestaticidad. Hiperestaticidad interna y externa. Dónde Estudiar (DE): [1] partes del Cap 1 ; [4] (pág. 4 en adelante) ; [2] Cap 1 pto 1.2 2. Vigas prismáticas de eje recto. Ecuación de la Elástica. DE: [1] Cap. 1 punto 1.5. 3. Conceptos Generales de la estática de sistemas deformables. DE: [1] Cap 1. Punto 1.6 4. Energía interna de deformación de sólidos elásticos. Cálculo de la Energía interna de deformación. DE: [5] 5. Aplicaciones del Postulado Wi = We: Cálculo del Área de corte de una sección rectangular, Área de corte para una viga reticulada. DE: [1] Cap 2, Casos de pag. II-6 a II-9. 6. Principio de Trabajos Virtuales: Enunciado, (relación entre equilibrio, desplazamiento compatible y PTV). Cálculo de desplazamientos en sistemas isostáticos: tratamiento de cargas, desplazamientos por variaciones térmicas en estructuras de alma llena, desplazamientos prefijados, errores de montaje, barras cortas o largas, desplazamientos relativos. DE: [5] y [1] Cap 3. 7. Método de las fuerzas. Planteo de las ecuaciones de compatibilidad. Matriz de flexibilidad (propiedades). Distintos tipos de cargas (concentradas, térmicas), errores de montaje, saltos de temperatura, desplazamientos prefijados, barras largas o cortas, apoyos elásticos. DE: [1] Cap. 4 ; [7] ; [5.1] ; [5.2]. 8. Matriz de flexibilidad. Significado de la expresión [F] P = u DE: [6]. 9. Principio de Mínima Energía Potencial Complementaria. El método de las fuerzas como consecuencia del PMEPC. DE: [1] Cap. V, puntos 5.2 y 5.3. MÉTODO DE RIGIDEZ 1. Introducción al Método de Rigidez: Solución completa del problema de Mecánica Estructural. Los dos grandes Métodos de Cálculo. Ejemplo. DE: [2] Cap 1. Ptos: 1.3, 1.4, 1.5 y 1.6. 2. Relaciones cinemáticas de barras de reticulado. DE: [8] ó en [2] Cap 2. 3. Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando las relaciones cinemáticas de la barra. DE: [9] 4. Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando el método de las fuerzas. Propiedades de la Matriz de rigidez. DE: [10] 5. Justificación del ensamble de las matrices de rigidez en la matriz global. DE: [11] ó en [2] Cap. II punto 2.3 6. Condiciones de apoyo: desplazamientos nulos y prefijados. DE: [14] Ver: 20 Reticulado Plano Carga nodal Desp Pref.pdf 7. Esfuerzos en barras de Reticulado: a) Partiendo del alargamiento o acortamiento de la barra; b) Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 3 de 192 mediante las matrices elementales. Cálculo de reacciones de apoyo. Equilibrio del nudo. DE: [2] pag II-8; [11] pág 2 ; [14] Ver: 20 Reticulado Plano Carga nodal Desp Pref.pdf 8. Principio de Mínima Energía Potencial Total. Enunciado y ejemplo: DE: [12] págs. 1, 2 y comienzo de 3. 9. Obtención de la matriz de rigidez del Pórtico Plano en coordenadas locales como aplicación del PMEPT. Propiedades. DE: [12] págs. 3 a 8. 10. Coordenadas globales y locales. Matriz de rotación. Obtención de la matriz de rigidez del pórtico plano para orientación arbitraria. DE: [12] págs. 8 a 9 ; ó en [2] págs. IV-4 a IV-6. 11. Cálculo de esfuerzos en barras de pórtico plano: a) rotando los desplazamientos, b) rotando las fuerzas. Reacciones de apoyo, equilibrio del nudo. DE: [2] Cap 4 pags. IV-8 a IV-10 inclusive ; [14] 40 Portico-Retic-Carga Nodal-DespPref.pdf. 12. Cargas en el interior del tramo: distribuidas, concentradas, errores de montaje, barras cortas o largas, saltos térmicos. Tratamiento de apoyos elásticos. Cálculo de esfuerzos finales. DE: [2] Cap V. (no ver el punto 5.3) ; [14] 50 Portico - carga distr - simetria.pdf 13. Subestructuras. DE: [13] 14. Simetría y antisimetría: condiciones de apoyos tridimensionales. Condiciones de apoyo para estructuras planas, simétricas y antisimétricas (reticulados, pórticos planos, emparrillados planos). Tratamiento de estructuras simétricas en geometría y sin simetría en las cargas (asimétricas). DE: [2] Cap. VII págs. VII-5 a VII-12. DINÁMICA 1. Consideraciones generales. Grados de Libertad Dinámicos. Masa, rigidez, amortiguamiento. DE: [3] Cap 1 ; [16] 2. Oscilador Simple: determinación de la rigidez en sistemas de un grado de libertad: a) partiendo de la flexibilidad (cargas unitarias y aplicación del método de las fuerzas o método de rigidez) b) partiendo de la definición de rigidez (solución de problemas de desplazamientos prefijados por rigidez o flexibilidad). Estado unitario. Cálculo de esfuerzos. DE: [16] 3. Oscilador Simple: vibraciones libres y carga armónica. Coeficiente de amplificación dinámico. Principio de superposición. Problema seudo estático vs. problema dinámico. DE: [3] Cap 2. ; [16] 4. Oscilador Simple: cargas impulsivas. Integral de Duhamel. Tablas. Coeficientes de amplificación dinámica y tiempo de máxima respuesta. DE: [3] Cap 2 ; [17]. 5. Integración numérica. Método explicito en sistemas no amortiguados. Consideraciones sobre el incremento de tiempo. Consideraciones para el Cálculo del desplazamiento en el primer incremento. DE: [3] Cap 2 ; [17]. 6. Cálculo de la rigidez dinámica en sistemas de MGLD. partiendo de la flexibilidad (cargas unitarias y aplicación del método de las fuerzas o método de rigidez) b) partiendo de la definición de rigidez (solución de problemas de desplazamientos prefijados por rigidez o flexibilidad). Estados unitarios. Cálculo de esfuerzos. DE: [18] 7. Relación entre grados de libertad geométricos y dinámicos. Cálculo de la matriz de rigidez utilizando el procedimiento de condensación estática. DE: [16] y [18] 8. Modos. Planteo del problema de vibraciones libres. Cálculo de valores y vectores propios: ecuación característica. Identificación del primer modo. Propiedades de los modos. Normalización. Ortogonalidad. DE: [3] Cap 3 ; [17] ; [20]. 9. Modos: obtención por Stodola. Cálculo del primer modo. Demostración de la convergencia al primer modo. Cálculo de modos superiores (filtrado). Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 4 de 192 DE: [19] ; [3] Cap. 3 10. Vibraciones libres – libres. Ejemplo. DE: [17] ; [3] Cap. 3 11. Método de descomposición modal en sistemas no amortiguados. Coordenadas geométricas y normales. Estados unitarios y modales. Cálculo de Esfuerzos. DE: [20] ; [3] Cap. 4. 12. Problema de desplazamientos de apoyos: método de desplazamientos totales. DE: [20] ; [3] Cap V, pag. V-24 en adelante 13. Problema de desplazamientos de apoyos: método de desplazamientos relativos. DE: [21]; [3] Cap V, pag. V-24 en adelante REFERENCIAS: [1] 10 Método de las Fuerzas Notas Principales (1).pdf. [2] 10 Método de la Rigidez Notas Principales.pdf [3] 10 Dinámica Estructural Notas Principales (1).pdf [4] 10 Revisiónde Estática Nota Principales.pdf [5] 20 Energia_Interna_de_Deformacion y PTV 040419.pdf [5.1] MetFzas 01 A20M03D23-SIN SONIDO.pdf [5.2] MetFzas 02 A20M03D30-SIN SONIDO.pdf [6] 30 Interpretación de la Matriz de Flexibilidad.pdf [7] 40 Desplazamientos prefijados.pdf [8] 20 Cinemática del Reticulado Plano.pdf [9] 30 K Reticulado Plano por Rigidez.pdf [10] 40 K Reticulado Plano por Fuerzas.pdf [11] 50 Justificación del Ensamble.pdf [12] 60 PMEPT.pdf [13] 90 Temas Compl-Condensacion-Subestructuracion280919.pdf [14] Método de Rigidez: Carpeta Ejercicios Resueltos en el Aula Virtual. [15] 10 Dinámica Estructural Notas Principales.pdf [16] Dinamica-OsciladorSimple-Kc.pdf. (diapositivas de la clase virtual, en Dinámica Notas Teóricas- también se puede acceder a la clase usando el enlace correspondiente) [17] DIAPOSITIVAS-OscSimple2-MGLD-CAP3-A20M05D18-BREWER.pdf (idem referencia [16]) [18] 30 Obtención de Kc.pdf [19] 40 Metodo_de_Stodola.pdf [20] Diapositivas - Descomposición Modal-A20M05D25.pdf [21] Teórico Excitación Dinámica por Movimiento de Apoyo.pdf Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 5 de 192 Parte I Método de las Fuerzas 7 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 9 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 10 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 11 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 12 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 13 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 14 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 15 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 16 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 17 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 18 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 19 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 20 de 192 Ejemplo de Estática de Sistemas deformables A B C q L/2 h Se tiene una viga con un apoyo elástico central. Se desea conocer el diagrama de Mf y de esfuerzo axial en la barra de apoyo. Se toma E igual para ambos casos. Se seguirán los pasos anteriormente detallados para la obtención de R⃗. 1 - Se determina la elástica de la viga simplemente apo- yada en los extremos. Por integración de la elástica, la flecha en el centro δ0 es (se puede obtener el resultado en las tablas del libro de Mecánica de las Estructuras): δ0 = 5 384 · q · L 4 EI (3) q 2 - Para establecer la condición de compatibilidad entre la viga y la barra; se considera que esta genera una fuerza concentrada R⃗. Se calcula el efecto de −R⃗ sobre la barra y de +R⃗ sobre la viga. La viga se deforma con R⃗ con una flecha: δ1 = RL3 48EI δ2 = R · h A · E R La condición de compatibilidad establece continuidad de desplazamiento vertical en la unión de la viga y de la barra por eso: δ0 − δ1 = δ2 → 5 384 · qL 4 EI − RL 3 48EI = R · h A · E Se despeja el valor de R y resulta: A R Rmax = 5 8 · q · l R = ( 5 384 · q·l4 I ) ( h A + l 3 48·I ) R es independiente de E (dado que era uniforme, asumido al inicio); si I es constante, la ley de variación de R es función de A y está dada por la expresión de R definida mas arriba y es como se muestra en la gráfica. Rmax es el valor máximo de la reacción central que ocurre cuando A tiende a infinito (A → ∞), con un apoyo rígido al centro. Rmax = 5 8 · q · l 3 - El diagrama final de momentos flectores, se obtiene por superposición 2 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 21 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 22 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 23 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 24 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 25 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 26 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 27 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 28 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 29 de 192 Detalle del cálculo de EID - Vigas de sección rectangular Leonardo Alberto Desimone 2 de julio de 2022 σxy = V (x)Q I t (1) Q = ∫ c y y dA = ∫ c y y tdy = t ∫ c y y dy = t · y 2 2 |cy = t 2 · [ c2 − y2 ] = c2t 2 − ty 2 2 (2) c es la máxima de y W = 1 2 ∫ σ2xy G dV = 1 2 ∫ 1 G [ V Q It ]2 = 1 2 ∫ V 2 GI2t2 · (∫ A Q2dA ) dx Q2 = ( c2t 2 − ty 2 2 )2 = c4 · t2 4 − c 2 · t2 · y2 2 + t2 · y4 4 ∫ A Q2 dA = ∫ c −c Q2 t dy = ∫ c −c ( c4 · t2 4 − c 2 · t2 · y2 2 + t2 · y4 4 ) · t dy = 4 · c 5 · t3 15 h c t Retomando el cálculo de W W = 1 2 ∫ L 0 V 2 I2 · t2 ·G · 4 · c5 · t3 15 dx = 1 2 ∫ L 0 V 2 I2 ·G · 4 15 ·t·c5 dx El momento de inercia elevado al cuadrado I2 resulta: I2 = ( th3 12 )2 = t2 [ (2c)3 ]2 122 = t2 · 64 · c6 144 I2 = 4 9 · t2 · c6 Reemplazando en el cálculo de W se obtiene lo siguiente: W = 1 2 ∫ L 0 9 4 V 2 t2 · c6 ·G 4 15 · t · c5 dx = 1 2 ∫ L 0 V 2 5 3 tcG dx siendo el área A = 2ct y por lo tanto A/2 = ct resulta finalmente: W = 1 2 ∫ L 0 V 2 5 6 AG dx W = 1 2 ∫ L 0 V 2 Ac G dx = 1 2 ∫ L 0 V V AcG dx = 1 2 ∫ L 0 V · γ dx = 1 2 ∫ L 0 γ2 · Ac ·Gdx 1 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 30 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 31 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 32 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 33 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 34 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 35 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 36 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 37 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 38 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 39 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 40 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 41 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 42 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 43 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 44 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 45 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 46 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 47 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 48 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 49 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 50 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 51 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 52 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 53 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 54 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 55 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 56 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 57 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 58 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 59 de 192 Parte II Método de la Rigidez 61 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 63 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 64 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 65 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 66 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 67 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 68 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 69 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 70 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 71 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 72 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 73 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 74 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 75 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 76 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 77 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 78 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio79 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 80 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 81 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 82 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 83 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 84 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 85 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 86 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 87 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 88 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 89 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 90 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 91 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 92 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 93 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 94 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 95 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 96 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 97 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 98 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 99 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 100 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 101 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 102 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 103 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 104 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 105 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 106 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 107 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 108 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 109 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 110 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 111 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 112 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 113 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 114 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 115 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 116 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 117 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 118 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 119 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 120 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 121 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 122 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 123 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 124 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 125 de 192 Parte III Dinámica Estructural 127 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 129 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 130 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 131 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 132 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 133 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 134 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 135 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 136 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 137 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 138 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 139 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 140 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 141 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 142 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 143 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 144 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 145 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 146 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 147 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 148 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 149 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 150 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 151 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 152 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 153 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 154 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 155 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 156 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 157 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 158 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 159 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 160 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 161 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 162 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 163 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 164 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 165 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 166 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 167 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 168 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 169 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 170 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 171 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 172 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 173 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 174 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 175 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 176 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 177 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 178 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 179 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 180 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 181 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 182 de 192 Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 183 de 192 Parte IV Simulación de coloquios (Python) 185 -------------------------------------------------------------------------------- --- Bolillero de Cálculo Estructural I. Ver 1.0 El siguiente programa es un bolillero que asignará temas ramdom de los temarios de Métodos de la Fuerzas, Método de la Rigidez y Dinámica Estructural. El número de sorteos es 25. 1 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 4.Energía interna de deformación de sólidos elásticos. Cálculo de la Energía interna de deformación. 14.Simetría y antisimetría: condiciones de apoyos tridimensionales. Condiciones de apoyo para estructuras planas, simétricas y antisimétricas (reticulados, pórticos planos, emparrillados planos). Tratamiento de estructuras simétricas en geometría y sin simetría en las cargas (asimétricas). 1.Consideraciones generales. Grados de Libertad Dinámicos. Masa, rigidez, amortiguamiento. 2 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 3.Conceptos Generales de la estática de sistemas deformables. 6.Condiciones de apoyo: desplazamientos nulos y prefijados. 8.Modos. Planteo del problema de vibraciones libres. Cálculo de valores y vectores propios: ecuación característica. Identificación del primer modo. Propiedades de los modos. Normalización. Ortogonalidad. 3 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 8.Matriz de flexibilidad. Significado de la expresión [F] P = u 14.Simetría y antisimetría: condiciones de apoyos tridimensionales. Condiciones de apoyo para estructuras planas, simétricas y antisimétricas (reticulados, pórticos planos, emparrillados planos). Tratamiento de estructuras simétricas en geometría y sin simetría en las cargas (asimétricas). 5.Integración numérica. Método explicito en sistemas no amortiguados. Consideraciones sobre el incremento de tiempo. Consideraciones para el Cálculo del desplazamiento en el primer incremento. 4 - Los temas que le tocaron son lossiguientes: 2.Vigas prismáticas de eje recto. Ecuación de la Elástica 14.Simetría y antisimetría: condiciones de apoyos tridimensionales. Condiciones de apoyo para estructuras planas, simétricas y antisimétricas (reticulados, pórticos planos, emparrillados planos). Tratamiento de estructuras simétricas en geometría y sin simetría en las cargas (asimétricas). 8.Modos. Planteo del problema de vibraciones libres. Cálculo de valores y vectores propios: ecuación característica. Identificación del primer modo. Propiedades de los modos. Normalización. Ortogonalidad. 5 - Los temas que le tocaron son los siguientes: Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 187 de 192 2.Vigas prismáticas de eje recto. Ecuación de la Elástica 12.Cargas en el interior del tramo: distribuidas, concentradas, errores de montaje, barras cortas o largas, saltos térmicos. Tratamiento de apoyos elásticos. Cálculo de esfuerzos finales. 8.Modos. Planteo del problema de vibraciones libres. Cálculo de valores y vectores propios: ecuación característica. Identificación del primer modo. Propiedades de los modos. Normalización. Ortogonalidad. 6 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 9.Principio de Mínima Energía Potencial Complementaria. El método de las fuerzas como consecuencia del PMEPC. 14.Simetría y antisimetría: condiciones de apoyos tridimensionales. Condiciones de apoyo para estructuras planas, simétricas y antisimétricas (reticulados, pórticos planos, emparrillados planos). Tratamiento de estructuras simétricas en geometría y sin simetría en las cargas (asimétricas). 8.Modos. Planteo del problema de vibraciones libres. Cálculo de valores y vectores propios: ecuación característica. Identificación del primer modo. Propiedades de los modos. Normalización. Ortogonalidad. 7 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 9.Principio de Mínima Energía Potencial Complementaria. El método de las fuerzas como consecuencia del PMEPC. 3.Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando las relaciones cinemáticas de la barra. 2.Oscilador Simple: determinación de la rigidez en sistemas de un grado de libertad: a) partiendo de la flexibilidad (cargas unitarias y aplicación del método de las fuerzas o método de rigidez) b) partiendo de la definición de rigidez (solución de problemas de desplazamientos prefijados por rigidez o flexibilidad). Estado unitario. Cálculo de esfuerzos. 8 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 4.Energía interna de deformación de sólidos elásticos. Cálculo de la Energía interna de deformación. 10.Coordenadas globales y locales. Matriz de rotación. Obtención de la matriz de rigidez del pórtico plano para orientación arbitraria. 7.Relación entre grados de libertad geométricos y dinámicos. Cálculo de la matriz de rigidez utilizando el procedimiento de condensación estática. 9 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 1.Tipos de estructuras de barras y modelos de análisis. Grado de hiperestaticidad. Hiperestaticidad interna y externa. 7.Esfuerzos en barras de Reticulado: a) Partiendo del alargamiento o acortamiento de la barra; b) mediante las matrices elementales. Cálculo de reacciones de apoyo. Equilibrio del nudo. 9.Modos: obtención por Stodola. Cálculo del primer modo. Demostración de la convergencia al primer modo. Cálculo de modos superiores (filtrado). 10 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 9.Principio de Mínima Energía Potencial Complementaria. El método de las fuerzas Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 188 de 192 como consecuencia del PMEPC. 9.Obtención de la matriz de rigidez del Pórtico Plano en coordenadas locales como aplicación del PMEPT. Propiedades 1.Consideraciones generales. Grados de Libertad Dinámicos. Masa, rigidez, amortiguamiento. 11 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 3.Conceptos Generales de la estática de sistemas deformables. 11.Cálculo de esfuerzos en barras de pórtico plano: a) rotando los desplazamientos, b) rotando las fuerzas. Reacciones de apoyo, equilibrio del nudo. 6.Cálculo de la rigidez dinámica en sistemas de MGLD. partiendo de la flexibilidad (cargas unitarias y aplicación del método de las fuerzas o método de rigidez) b) partiendo de la definición de rigidez (solución de problemas de desplazamientos prefijados por rigidez o flexibilidad). Estados unitarios. Cálculo de esfuerzos. 12 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 9.Principio de Mínima Energía Potencial Complementaria. El método de las fuerzas como consecuencia del PMEPC. 13.Subestructuras. 9.Modos: obtención por Stodola. Cálculo del primer modo. Demostración de la convergencia al primer modo. Cálculo de modos superiores (filtrado). 13 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 4.Energía interna de deformación de sólidos elásticos. Cálculo de la Energía interna de deformación. 1.Introducción al Método de Rigidez: Solución completa del problema de Mecánica Estructural. Los dos grandes Métodos de Cálculo. Ejemplo. 12.Problema de desplazamientos de apoyos: método de desplazamientos totales. 14 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 5.Aplicaciones del Postulado Wi = We: Cálculo del Área de corte de una sección rectangular, Área de corte para una viga reticulada. 13.Subestructuras. 5.Integración numérica. Método explicito en sistemas no amortiguados. Consideraciones sobre el incremento de tiempo. Consideraciones para el Cálculo del desplazamiento en el primer incremento. 15 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 2.Vigas prismáticas de eje recto. Ecuación de la Elástica 14.Simetría y antisimetría: condiciones de apoyos tridimensionales. Condiciones de apoyo para estructuras planas, simétricas y antisimétricas (reticulados, pórticos planos, emparrillados planos). Tratamiento de estructuras simétricas en geometría y sin simetría en las cargas (asimétricas). 7.Relación entre grados de libertad geométricos y dinámicos. Cálculo de la matriz de rigidez utilizando el procedimiento de condensación estática. 16 - Los temas que le tocaron son los siguientes: Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 189 de 192 8.Matriz de flexibilidad. Significado de la expresión [F] P = u 13.Subestructuras. 5.Integración numérica. Método explicito en sistemas no amortiguados. Consideraciones sobre el incremento de tiempo. Consideraciones para el Cálculo del desplazamiento en el primer incremento. 17 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 7.Método de las fuerzas. Planteo de las ecuaciones de compatibilidad. Matriz de flexibilidad (propiedades). Distintos tipos de cargas (concentradas, térmicas), errores de montaje, saltos de temperatura, desplazamientos prefijados, barras largas o cortas, apoyos elásticos. 3.Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando las relaciones cinemáticas de la barra. 1.Consideraciones generales. Grados de Libertad Dinámicos. Masa, rigidez, amortiguamiento. 18 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 9.Principio de Mínima Energía Potencial Complementaria. El método de las fuerzas como consecuencia del PMEPC. 1.Introducción al Método de Rigidez: Solución completa del problema de Mecánica Estructural. Los dos grandes Métodos de Cálculo. Ejemplo. 13.Problema de desplazamientos de apoyos: método de desplazamientos relativos. 19 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 7.Método de las fuerzas. Planteo de las ecuaciones de compatibilidad. Matriz de flexibilidad (propiedades). Distintos tipos de cargas (concentradas, térmicas), errores de montaje, saltos de temperatura, desplazamientos prefijados, barras largas o cortas, apoyos elásticos. 9.Obtención de la matriz de rigidez del Pórtico Plano en coordenadas locales como aplicación del PMEPT. Propiedades 3.Oscilador Simple: vibraciones libres y carga armónica. Coeficiente de amplificación dinámico. Principio de superposición. Problemaseudo estático vs. problema dinámico. 20 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 7.Método de las fuerzas. Planteo de las ecuaciones de compatibilidad. Matriz de flexibilidad (propiedades). Distintos tipos de cargas (concentradas, térmicas), errores de montaje, saltos de temperatura, desplazamientos prefijados, barras largas o cortas, apoyos elásticos. 3.Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando las relaciones cinemáticas de la barra. 13.Problema de desplazamientos de apoyos: método de desplazamientos relativos. 21 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 1.Tipos de estructuras de barras y modelos de análisis. Grado de hiperestaticidad. Hiperestaticidad interna y externa. 9.Obtención de la matriz de rigidez del Pórtico Plano en coordenadas locales como aplicación del PMEPT. Propiedades Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 190 de 192 3.Oscilador Simple: vibraciones libres y carga armónica. Coeficiente de amplificación dinámico. Principio de superposición. Problema seudo estático vs. problema dinámico. 22 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 8.Matriz de flexibilidad. Significado de la expresión [F] P = u 4.Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando el método de las fuerzas. Propiedades de la Matriz de rigidez. 8.Modos. Planteo del problema de vibraciones libres. Cálculo de valores y vectores propios: ecuación característica. Identificación del primer modo. Propiedades de los modos. Normalización. Ortogonalidad. 23 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 7.Método de las fuerzas. Planteo de las ecuaciones de compatibilidad. Matriz de flexibilidad (propiedades). Distintos tipos de cargas (concentradas, térmicas), errores de montaje, saltos de temperatura, desplazamientos prefijados, barras largas o cortas, apoyos elásticos. 13.Subestructuras. 11.Método de descomposición modal en sistemas no amortiguados. Coordenadas geométricas y normales. Estados unitarios y modales. Cálculo de Esfuerzos. 24 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 1.Tipos de estructuras de barras y modelos de análisis. Grado de hiperestaticidad. Hiperestaticidad interna y externa. 4.Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando el método de las fuerzas. Propiedades de la Matriz de rigidez. 2.Oscilador Simple: determinación de la rigidez en sistemas de un grado de libertad: a) partiendo de la flexibilidad (cargas unitarias y aplicación del método de las fuerzas o método de rigidez) b) partiendo de la definición de rigidez (solución de problemas de desplazamientos prefijados por rigidez o flexibilidad). Estado unitario. Cálculo de esfuerzos. 25 - Los temas que le tocaron son los siguientes: 4.Energía interna de deformación de sólidos elásticos. Cálculo de la Energía interna de deformación. 3.Obtención de los elementos de la matriz de rigidez del reticulado plano, utilizando las relaciones cinemáticas de la barra. 5.Integración numérica. Método explicito en sistemas no amortiguados. Consideraciones sobre el incremento de tiempo. Consideraciones para el Cálculo del desplazamiento en el primer incremento. -------------------------------------------------------------------------------- --- Cálculo Estructural I Resumen para coloquio 191 de 192 I Método de las Fuerzas II Método de la Rigidez III Dinámica Estructural IV Simulación de coloquios (Python)
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