DESARROLLO DE HERRAMIENTAS - FI-UAEMex
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48 ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS RETICULARES Figura II.1.2.7 Elemento biarticulado con desplazamientos positivos en sus extremos. La deformación se calcula como: ei = δB - δA (II.1.2.17) Ahora consideremos cada desplazamiento con sus componentes respectivas referidas al sistema coordenado. δA = dAX cos θ i + dAY sen θ i δB = dBX cos θ i + dBY sen θ i Posteriormente se proyectan estas componentes al eje de la barra: ei = dBX cosθ i + dBY senθ i - dAX cosθ i - dAY senθ i (II.1.2.18) Se puede observar que cos θ i y sen θ i son las proyecciones de un vector unitario ui paralelo al eje de la barra, como se presenta en la figura (II.1.2.8). Figura II.1.2.8 Vector unitario paralelo al eje axial del elemento AB. ⎧cosθ i ⎫ ui = ⎨ ⎬ (II.1.2.19) ⎩senθ i ⎭ La deformación ei de la barra también se puede obtener en función del producto punto, es decir: ei = dB • ui - dA • ui (II.1.2.20) DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL PARA SU USO DESDE LA INTERNET
ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS RETICULARES 49 Escribiéndolo de manera matricial se tiene que: e barra i ⎡ = ⎢ ⎢ ⎢⎣ − cosθi − senθi cosθi senθi {} En forma condensada: 6447A44 4 864 4 7B 448 ⎧d ⎤⎪ ⎥⎪d ⎥⎨ ⎥⎪d ⎦⎪ ⎩d XA YA XB YB ⎫ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭ (II.1.2.21) {e} = [A] {d} (II.1.2.21.a) Es decir, la deformación ei de una barra es el renglón i de la matriz de continuidad [A]. Obsérvese que la matriz [A] depende del número de barras en sus renglones y de los grados de libertad de la estructura en las columnas, sin embargo se puede obtener considerando las cuatro columnas no nulas de cada barra indicando los grados de libertad correspondientes a los extremos A y B, es decir: Donde: [ ] = −Ux −Uy Ux Uy A i 647A 48 4 647B 48 A = nudo inicial de la barra. B = nudo final de la barra. Ux = cos θ i = (XB –XA)/L Uy = sen θ i = (YB –YA)/L Ux y Uy son los llamados cosenos directores. (II.1.2.22) La identificación de los grados de libertad de una estructura, previo a su solución, es recomendada para identificar las cuatro celdas de la deformación ei con la ventaja de poder resolver apoyos no completos o nudos parcialmente restringidos. Además permite ahorrar gran cantidad de memoria en la computadora. Generalizando el planteamiento tenemos: DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL PARA SU USO DESDE LA INTERNET
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48 ANÁLISIS MATRICIAL <strong>DE</strong> ESTRUCTURAS RETICULARES<br />
Figura II.1.2.7 Elemento biarticulado con desplazamientos positivos en sus extremos.<br />
La deformación se calcula como:<br />
ei = δB - δA (II.1.2.17)<br />
Ahora consideremos cada desplazamiento con sus componentes respectivas referidas al<br />
sistema coordenado.<br />
δA = dAX cos θ i + dAY sen θ i<br />
δB = dBX cos θ i + dBY sen θ i<br />
Posteriormente se proyectan estas componentes al eje de la barra:<br />
ei = dBX cosθ i + dBY senθ i - dAX cosθ i - dAY senθ i (II.1.2.18)<br />
Se puede observar que cos θ i y sen θ i son las proyecciones de un vector unitario ui<br />
paralelo al eje de la barra, como se presenta en la figura (II.1.2.8).<br />
Figura II.1.2.8 Vector unitario paralelo al eje axial del elemento AB.<br />
⎧cosθ<br />
i ⎫<br />
ui = ⎨ ⎬<br />
(II.1.2.19)<br />
⎩senθ<br />
i ⎭<br />
La deformación ei de la barra también se puede obtener en función del producto punto, es<br />
decir:<br />
ei = dB • ui - dA • ui (II.1.2.20)<br />
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