Rigideces de los elementos

RIGIDECES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Rigidez
La rigidez se puede definir como la capacidad de los elementos estructurales para soportar los diferentes esfuerzos que puedan influir sobre de ellos sin sufrir deformaciones o desplazamientos importantes.
Algunos de estos esfuerzos son:

Rigidez axial
Es una medida de su capacidad para resistir intentos de alargamiento o acortamientopor la aplicación de cargas según su eje. En este caso la rigidez depende sólo del área de la sección transversal.

Rigidez flexional
Es la relación entre el momento flector aplicado en uno de sus extremos y el ángulo girado por ese extremo al deformarse cuando la barra está empotrada en el otro extremo.

Rigidez frente a cortante
Es la relación entre los desplazamientos verticales de unextremo de una viga y el esfuerzo cortante aplicado en los extremos para provocar dicho desplazamiento.

Rigidez mixta flexión-cortante
En general debido a las características peculiares de la flexión cuando el momento flector no es constante sobre una barra prismática aparecen también esfuerzos cortantes, eso hace que al aplicar esfuerzos de flexión aparezcan desplazamientos verticales y viceversa,cuando se aplican fuerzas de desplazamientos verticales aparecen esfuerzos de flexión.

Rigidez torsional
La rigidez torsional en una barra recta de sección uniforme es la relación entre el momento torsor aplicado en un de sus extremos y el ángulo girado por este extremo, al mantener fijo el extremo opuesto de la barra.

Elemento estructural
Nos podemos referir a elementos estructurales aaquellos elementos que sostienen la estructura de un edificio como columnas, muros, dalas, trabes, etc.

Rigideces de los elementos estructurales
Idealmente, las rigideces del elemento estructural deben reflejar el grado de fisuracion y de accion inelastica que ha ocurrido a lo largo de cada elemento inmediatamente antes de la fluencia.
Las complejidades asociadas con la selección de lasdiferentes rigideecs de todos los elementos de la estructura, harian ineficientes los analisis estructurales en las oficinas de diseño. De alli que se requieran suposiciones mas sencillas para definir las rigideces a flexion y torsion.

Analisis estructural de la rigidez de los elementos estructurales
A continuacion se muestran los conceptos de rigidez de la estructura y de rigidez de losdistintos elementos estructurales, que son las magnitudes básicas en que se fundamenta el método y por lo tanto deben conocerse antes de proceder a su desarrollo.
El método de rigidez se basa en el primer teorema de Castigliano, y una de sus características más importantes es que lleva a una formulación muy sistemática y general, que hace muy sencilla su aplicación práctica. Las primeras formulacionesprácticas de métodos de análisis estructural basados en el concepto de rigidez datan de hace cierto tiempo, como por ejemplo el método del giro - deformación de Bendixen (1914) que utiliza directamente la rigidez a flexión de las barras, o el método de la distribución de momentos de Cross, y en el que el concepto de rigidez queda menos a la vista. La aparición de los computadores digitales dio ungran empuje al empleo del método de rigidez, ya que su formulación matricial y su naturaleza sistemática lo hacen muy adecuado para su tratamiento mediante un algoritmo de cálculo programado en un ordenador. De hecho, una estructura medianamente complicada no puede resolverse con sencillez si no es empleando el método de rigidez con formulación matricial, y tampoco el método de rigidez puedeaplicarse con sencillez a casos reales si no se programa en un computador.

El método de rigidez se aplica aquí al análisis de estructuras reticulares discretas, formadas por elementos que son piezas prismáticas, y pueden trabajar a flexión, tracción y/o torsión simultáneamente. Por lo tanto los tipos de estructuras cuyo análisis se aborda por el método de rigidez son: celosías planas o espaciales,...