Análisis Estructural

Análisis estructural
Análisis estructural se refiere al uso de las ecuaciones de la resistencia de materiales para encontrar los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones que actúan sobre una estructura resistente, como edificaciones o esqueletos resistentes de maquinaria. Igualmente el análisis dinámico estudiaría el comportamiento dinámico de dichas estructuras y la aparición de posiblesvibraciones perniciosas para la estructura.

Armaduras
Una armadura es una estructura, compuesta de elementos delgados unidos entre sí. Los elementos delgados se suelen denominar los miembros o barras de la armadura, los elementos de unión las juntas o nudos. Está diseñada para soportar cargas que pueden ser superiores a su propio peso, aplicadas en las uniones o juntas

Armadura simple
Seforma sobre la base de un arreglo triangular de barras y a partir deese arreglo se añaden dos barras por cada nuevo nudo en la armadura. Se analiza por elmétodo de nudos o secciones

Armadura compuesta.
Se forman uniendo dos o más armaduras simples. Existen tres maneras de formar una armadura compuesta:

Tipo 1: Se forma uniendo dos armaduras por un nudo y una barra Para analizarla sedeterminan las reacciones y utilizando el método de secciones se analiza laarmadura en una sección que corte la barra que une las dos armaduras simples paradeterminar la fuerza en esa barra. El resto de las fuerzas en las barras se determina mediante el método de nudos.
Armadura compuesta tipo 1.

Tipo 2: Se forma uniendo dos o más armaduras simples por medio de tres barras no paralelas y noconcurrentes (Figura 3). Su análisis inicia determinándose las reacciones en los apoyos. Utilizando el método de secciones se separa una sección que incluya lastres barras que unen las dos armaduras y se obtienen las fuerzas en esas barras. El resto de la armadura se analiza por el método de nudos o secciones.

Tipo 3: Se tienen armaduras simples unidas por un nudo común y sustituyendo a las barras deuna gran armadura principal (Figura 4). La solución de este tipo de armaduras inicia con la determinación de reacciones en los apoyos. Se reemplazan las armaduras simples por barras y se determinan las fuerzas en dichas barras. Las fuerzas en las barras ficticias se aplican a las armaduras sustituidas y estas se analizan independientemente.


Método de los nodos
El método de los nodos o métodode los nudos, consiste en el planteamiento de equilibrio mecánico de cada uno de los nodos o nudos de una armardura simple. Un nodo es cada uno de los puntos donde concurren dos o más barras. El equilibrio global de la estructura implica que el equilibrio local de cada uno de los nodos. Para que el método de los nodos se aplicable a una estructura concreta deben cumplirse algunas condicionesgeométricas entre ellas:
1. Que la estructura tenga nodos articulados o se comporte de manera similar a una estructura de nodos articulados.
2. Que el número de barras sea inferior a una cierta cantidad dada por el número de barras:
Para armaduras bidimensionales con fuerzas de trabajo sobre su plano el número de nodos y el número de barras debe satisfacer: . Si el número de barras es inferior setiene un mecanismo para le cual pude no existir equilibrio, y si el número de barras es superior el número de esfuerzos incógnita supera al de ecuaciones de la estática linealmente independientes.
Para una estructura tridimensional, la relación es .
Miembros de fuerza cero
El análisis de armaduras por el método de nodos se simplifica de manera considerable si podemos identificar primero aquelloselementos que no soportan carga. Esos elementos de fuerza cero se usan para incrementar la estabilidad de la armadura durante la construcción y proporcionar soporte adicional si se modifica la carga aplicada. Por lo general, los elementos de fuerza cero de una armadura se pueden encontrar por inspección de cada uno de sus nodos, haciendo un diagrama de cuerpo libre a la armadura y haciendo una...