CLASE 02 DINAMICA ESTRUCTURAL

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE INGENÍERIAS Y ARQUITECTURA

E.A.P. DE INGENIERÍA CIVIL

INGENIERÍA ANTISÍSMICA
DINÁMICA ESTRUCTURAL

DOCENTE:

Ingº Luis Fernando Narro Jara

HUÁNUCO, OCTUBRE DE 2014

CONCEPTOS BÁSICOS DE DINÁMICA
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN
2. ESTRUCTURA SIMPLE
3. GRADOS DE LIBERTAD
4. SISTEMAS ELÁSTICOS
5. AMORTIGUAMIENTO
6. ECUACIÓN DE MOVIMIENTO
7. EXITACIÓN SÍSMICA

1.INTRODUCCIÓN
La Dinámica de Estructuras es un área del análisis mecánico de las
construcciones que estudia el efecto de las acciones externas que
producen vibraciones. Su desarrollo comienza en el siglo XIX con las
investigaciones de Lord Rayleigh sobre los efectos del sonido en cuerpos
elásticos las cuales aun tienen validez.
Actualmente esta área de la Mecánica presenta un estado avanzado dedesarrollo pues se ha logrado establecer métodos de cálculo para
estructuras lineales y no lineales sometidas a acciones deterministas
(cuando su variación temporal es perfectamente conocida) o aleatorias
(también llamada estocástica o no determinista y es cuando alguno o todos
sus parámetros son definidos estadísticamente).
El análisis dinámico de estructuras consiste en determinar la respuesta(desplazamientos, velocidades y aceleraciones) de estructuras sometidas a
excitaciones (acciones dinámicas).
Los parámetros más significativos de la respuesta son los desplazamientos
relativos máximos y aceleraciones absolutas.

Este capítulo introductorio comienza con la definición de algunos términos
básicos en la dinámica estructural.
Se hace la deducción de las ecuaciones del movimiento dinámicode un
sistema sencillo es decir de un grado de libertad.
Luego se describen brevemente las principales cargas dinámicas que
actúan sobre las estructuras y se discute la utilidad de los sistemas
sencillos para representar el comportamiento de estructuras más complejas.
Las principales acciones dinámicas que actúan sobre las estructuras son las
siguientes:


Sismos



Vientos



Olas y corrientesde agua



Explosiones e impactos



Cargas móviles (vehículos, personas, etc.)

2. ESTRUCTURA SIMPLE
Una estructura simple es aquella que se puede idealizar
como un sistema que está constituido por una masa
concentrada “en la parte superior” soportada por un
elemento estructural que proporciona rigidez en la
dirección considerada.
Cuando se aplica una fuerza a una estructura, esta sedesplazará en la dirección de la fuerza. La rigidez se
define como el cociente entre la fuerza aplicada y el
desplazamiento producido.

3. GRADOS DE LIBERTAD
El grado de libertad es definido como el número de
desplazamientos independientes requerido para definir
las posiciones desplazadas de todas las masas
relativas a sus posiciones originales.
Un grado de libertad corresponde a cualquier
movimientoposible de los nodos de los elementos en
una dirección no restringida.

En el caso dinámico el modelo empleado aquí está basado en la suposición
de que la rigidez se concentra en un resorte que carece de masa mientras
que la masa se ubica en un cuerpo rígido que no se deforma.

Modelos con un solo grado de libertad:
a) Modelo Conservativo; b) Modelo con Amortiguamiento; c) Modelo SísmicoEJEMPLOS

Para un marco plano básico tenemos:
 Análisis estático: 3 GDL
 Análisis dinámico: 1 GDL

Obviamente, cualquier estructura posee un número infinito de grados
de libertad debido a su continuidad pero el proceso de discretización en
elementos supone un número finito aunque elevado de ellos.

Modelo Dinámico de la
Estructura Real (Pórtico)

Modelo Dinámico Discreto de
la Estructura Real (Viga)4. SISTEMAS ELÁSTICOS
Un material es elástico cuando recupera su forma
original después de retirar la carga aplicada, si
además existe una proporcionalidad entre fuerzas
y desplazamientos se dice que el material es
lineal.

Donde k es la rigidez lateral del sistema y su unidad es [fuerza/longitud].

5. AMORTIGUAMIENTO
En las estructuras actuales el amortiguamiento es representado de
forma...