UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOFACULTAD DE INGENMIERIA ELECTRICA, ELECTRONICA, MECANICA Y DE MINAS

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

NOMBRE:Ampa arias juan carlos

CODIGO:103117

DOCENTE:Sequeiros Pérez Efraín Walter

CURSO:Estática

TEMA:Análisis Estructural asistido con Computador.

Cusco, Agosto del 2012

Análisis Estructural Asistido por Computador

I. Introducción Teórica.-Para el Análisis de Vigas utilizamos el programa VIGAS propiamente dicho, en cuanto a estructuras en si utilizamos el programa TwDFrame.

A. VIGAS es un programa para el cálculo de vigas. Cualquier viga isostática y las más comunes hiperestáticas pueden ser calculadas.

El programa 'VIGAS' realiza, a partir de una viga isostática definida por el usuario y de la ley de cargas introducida, los cálculos de:

1) esfuerzo cortante2) momento3) ángulos4) deformada

Probablemente VIGAS sea la mejor calculadora de vigas existente a tan bajo coste, pero a ti te corresponde considerar si tu viga está suficientemente dimensionada o de acuerdo con las normas a aplicar.

Dentro del programa VIGAS existe todo lo que necesitas para el cálculo de una viga: prontuario de vigas normalizadas de perfiles de acero, módulo para el cálculo de momentos de inercia, valores de resistencia de diversos materiales, posibilidades de emitir informes, cálculos de flecha (deformada), ángulos, esfuerzo cortante y momento flector, así como un potente gestor de diferentes situaciones de carga.

B. TwoDFrame ('2 D-Frame ') es un software para el análisis elástico lineal estructural y diseño de cuadros de dos dimensiones. Si la estática o dinámica, análisis de primer o segundo orden, viga o columna, diseño de concreto reforzado Diseño, diseño de estructuras de acero, la madera o el diseño estructural: TwoDFrame siempre sirve a sus usuarios una solución personalizada y relevante.

TwoDFrame puede ser utilizado en proyectos multilingües o ambientes de trabajo. Incluso puede servir como una herramienta de comunicación importante para los ingenieros que trabajan en diferentes países en proyectos internacionales. Por lo tanto, TwoDFrame es una contribución activa para construir un mercado único europeo / mundial.

TwoDFrame cuenta con una potente interfaz gráfica de usuario sin precedentes en términos de facilidad de uso y la productividad. Creación y modificación del modelo estructural, de ejecutar el análisis, verificación y optimización del diseño se puede hacer todo con la misma interfaz. Resultados de análisis estructural son siempre al alcance del ingeniero estructural. Armado con TwoDFrame, ingeniería estructural se convierte en una delicia.

II. Desarrollo de los problemas:(Por ser un problema estructurales se procederá con el TwoDFrame)

En la VENTANA DE ESTADO aparecerá la viga seleccionada y los datos conocidos de la misma.

Esta ventana se actualizará constantemente en función de lo realizado.1. A continuación introducimos las características mecánicas.

Para introducir las características mecánicas se pulsa [F6]. Posteriormente [1] nos lleva al prontuario de vigas estándar. Seleccionamos de esta biblioteca la tabla de vigas IPN pulsando [*]. Después nos desplazamos a la viga IPN 200 pulsando [+] las veces precisas y la seleccionamos con [«]. El valor del momento de inercia y la distancia de la fibra neutra son incorporados a los datos conocidos de la viga.

Debemos introducir el valor del módulo de elasticidad del material. Podríamos hacerlo desde la biblioteca de materiales, a la que se accede pulsando [7], pero en el caso del acero, el valor se obtiene directamente pulsando [6] y, sin introducir ningún valor, pulsar [«]. Con [ESC] volvemos al menú principal.

2. Introducimos las cargas:

La viga está ya definida. Pulsando [F7] podemos introducir las cargas. Seleccionando [1] se introduce la fuerza.

3. Visualizar los resultados.Para la obtención de resultados basta pulsar [F8]. Se realizan los cálculos, incorporándose los valores de las reacciones tanto en la VENTANA DE ESTADO como en la de SOLIDO LIBRE. Las curvas de constante, momento, ángulo y deformada se muestran en la VENTANA DE DIALOGO.

4. In forme de Resultados:Para conocer datos más concretos pulsar [ESC] para, desde el menú principal, acceder a los datos de configuración pulsando [F3]. Activar la opción de valores a ON pulsando [4]. Salimos con [ESC] y con [F12] accedemos a la gráfica exclusiva de la deformada. Ahora tenemos datos adicionales, ya que, aparte de los valores máximos y mínimos, en la parte superior tenemos un valor de ordenada y la flecha en ese punto. Un pixel blanco en la viga señaliza dicho punto de estudio.

5. Informe:Otro modo de obtener los resultados es pulsando [F4] informe. Indicar [s] a la pregunta para incluir puntos especiales, [1«] al número de puntos (el inicial y el final se incluyen siempre, por lo que solo es necesario indicar el punto intermedio) y [4«] para la ordenada de dicho punto.

Nota 1: para valorar adecuadamente la potencia del programa, le aconsejo que primero intente realizar este sencillo problema por sus propios medios. Después: !compare!

Nota 2: los simbolos introducidos entre corchetes [ ] son las diferentes pulsaciones que deberemos realizar en el teclado para seguir el ejemplo. El simbolo [«] representa la tecla INTRO, [ALT+ 1] indica pulsar simultaneamente las teclas ALT y 1, [ESC] representa la tecla Esc de su teclado.

Comenzamos: lo primero, seleccionar el tipo de apoyos de la viga...

Pulsar [F5] para entrar en el menu de vigas y [4«] para seleccionar la deseada. Introducir [6«] como longitud de viga y [2«] para la del voladizo.

En la VENTANA DE ESTADO aparecerá la viga seleccionada y los datos conocidos de la misma. 

Esta ventana se actualizará constantemente en función de lo realizado.

...continuamos con las características mecánicas...

Para introducir las características mecánicas se pulsa [F6]. Posteriormente [1] nos lleva al prontuario de vigas standard. Seleccionamos de esta biblioteca la tabla de vigas IPN pulsando [*]. Después nos desplazamos a la viga IPN 200 pulsando [+]

las veces precisas y la seleccionamos con [«]. El valor del momento de inercia y la distancia de la fibra neutra son incorporados a los datos conocidos de la viga.

Debemos introducir el valor del módulo de elasticidad del material. Podriamos hacerlo desde la biblioteca de materiales, a la que se accede pulsando [7], pero en el caso del acero, el valor se obtiene directamente pulsando [6] y, sin introducir ningún valor, pulsar [«]. Con [ESC] volvemos al menú principal.

...introducir cargas...

La viga está ya definida. Pulsando [F7] podemos introducir las cargas. Seleccionando [1] se introduce la fuerza puntual de valor [2000«] y a una distancia del extremo izquierdo de [4«] m.

Seguidamente se selecciona la opción [2] para introducir la carga uniforme, dando el valor [1200«] a su módulo, [0«] (o directamente [«]) para su origen y [2«] para su final. Con [ESC] finalizamos la entrada de cargas.

En esta fase, salvamos nuestro archivo pulsando [F2], [1] e indicando el nombre [ejemplo].

...visualizar los resultados...    

Para la obtención de resultados basta pulsar [F8]. Se realizan los cálculos, incorporándose los valores de las reacciones tanto en la VENTANA DE ESTADO como en la de SOLIDO LIBRE. Las curvas de constante, momento, ángulo y deformada se muestran en la VENTANA DE DIALOGO.

La linea neutra de la viga deformada se dibuja con escala real sobrepuesta a la representación de la viga en la VENTANA DEL SOLIDO LIBRE lo que permite apreciar la mayor deformación en la parte izquierda de la viga.

...informe de resultados...

Para conocer datos más concretos pulsar [ESC] para, desde el menú principal, acceder a los datos de configuración pulsando [F3]. Activar la opción de valores

a ON pulsando [4]. Salimos con [ESC] y con [F12] accedemos a la gráfica exclusiva de la deformada. Ahora tenemos datos adicionales, ya que, aparte de los valores máximos y mínimos, en la parte superior tenemos un valor de ordenada y la flecha en ese punto. Un pixel blanco en la viga señaliza dicho punto de estudio. Tenemos así el valor de la deformada en el punto A, equivalente a 1'068 cm.

Para obtener el valor solicitado en C, pulsamos [i], introducimos el valor [4«] y obtenemos el resultado: 0'059 cm.

Pulsando [ESC] 2 veces volvemos al MENU PRINCIPAL.

... obtener un informe impreso ...

Otro modo de obtener los resultados es pulsando [F4] informe. Indicar [s] a la pregunta para incluir puntos especiales, [1«] al número de puntos (el inicial y el final se incluyen siempre, por lo que solo es necesario indicar el punto intermedio) y [4«] para la ordenada de dicho punto. En la primera pantalla del informe apareceran todos los datos del cálculo, incluidas las deformaciones tanto en el punto A (x= 0m) como en el C (x= 4m).

Pulsando dos veces [ESC] finalizaremos el informe y regresaremos al menú principal.

... ¿hemos considerado el peso? ¿no?; calculemos variantes entonces...

En este ejemplo hemos despreciado el peso de la viga. Estudiemos la importancia de esta diferencia. Con [ALT+ 1] activamos otra página de cálculo (el programa puede mantener 10 páginas simultáneas). Los números sobre el DIAGRAMA DEL SOLIDO LIBRE nos indicaran con diversos colores las páginas ocupadas, las libres, la activa y el estado de espera para copiar o sumar otra página a la activa, así como alguna situación de error. Con [ALT+ c] indicamos que queremos copiar los datos de otra página en esta y pulsando a continuacion [0] indicamos que la página 0 sea copiada en la activa. Esto nos permitirá seguir varias lineas de estudio a partir de la viga que acabamos de calcular.

En el prontuario de vigas seleccionamos la misma viga IPN 200 pero en este caso, mediante [P], indicamos que se use el peso de la viga tambien en el traspaso de datos.

 

Pulsando [F12] podremos ver que la variación en el punto A es de apenas 0'1 mm. Desde el menú principal, pulsando [ALT+ 0] y [ALT+ 1] podremos cambiar de viga a placer.

Conclusiones

En este ejemplo se han mencionado algunas de las posibilidades del programa. Una descripción completa y detallada de todas las características y opciones se puede encontrar en el MANUAL DE USO. No lo dude: consiga una licencia del programa y permita que calcule VIGAS por usted.

Por cierto, ¿que tal su propio cálculo? :)