Guia de Usuario de Cables

Páginas: 18 (4453 palabras) Publicado: 14 de mayo de 2013
XIV CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL - IQUITOS 2003
Capítulo de Ingeniería Civil del Consejo Departamental de Loreto del Colegio de Ingenieros del Perú

Análisis no lineal de estructuras de cables y aplicaciones en el
SAP 2000 versión 8.
Bachiller: Liliana Lourdes Sánchez Fernández.
PhD : Víctor Sánchez Moya.

Gerencia XIV CONIC: ICG Instituto de la Construcción y Gerencia
CalleNueve 1056 Urb. Corpac San Isidro, LIMA – PERU / (51 – 1) 225-9066 / www.construccion.org.pe / icg@icg.org.pe

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XIV CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL - IQUITOS 2003
Capítulo de Ingeniería Civil del Consejo Departamental de Loreto del Colegio de Ingenieros del Perú

Introducción
El análisis estructural de estructuras de cables, sobre todo para puentes colgantes de granluz,
requiere tomar en cuenta los efectos no lineales introducidos por los grandes desplazamientos
que se producen en este tipo de estructuras. El calculo de la lecha de montaje de un puente
colgante así como el efecto de cargas concentradas sobre puentes colgantes sin viga de
rigidez, son ejemplos que muestran la necesidad de considerar la no linealidad de la estructura.
El presente trabajo esparte de un trabajo mas completo que tiene por objeto el desarrollo de
puentes colgantes carrozables (vehículos menores) de gran luz basados en el uso de
estructuras de cables principalmente del sistema cuadricable utilizados en acueductos,
oleoductos, mineroductos, etc.
Esta primera parte esta orientada a mostrar mediante ejemplos sencillos los problemas de no
linealidad y la manera deresolverlos por medio de la ultima versión del SAP 2000, que
presenta opciones de cálculo para análisis no lineal geométrico.

Gerencia XIV CONIC: ICG Instituto de la Construcción y Gerencia
Calle Nueve 1056 Urb. Corpac San Isidro, LIMA – PERU / (51 – 1) 225-9066 / www.construccion.org.pe / icg@icg.org.pe

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Capítulo deIngeniería Civil del Consejo Departamental de Loreto del Colegio de Ingenieros del Perú
1.- Ejemplo sencillo de no linealidad geométrica por grandes desplazamientos:
Primero se describirá el comportamiento no lineal mediante una solución analítica (exacta),
posteriormente se realizara un calculo de la misma de manera iterativa, y finalmente se
realizara el calculo matricial, que es la maneracomo trabajan los programas de calculo como
el SAP 2000.
1.1.- Calculo analítico.
Para ilustrar lo escrito anteriormente se trabajara con la estructura que se muestra en la figura
1.

Datos:
L/2 =
P=
α1 =
E=
A=
z=

Valores
5
14
5
1.61E+07
9.62E-04
0.43744332

Unidades
m
tn.
º
tn/m²

m

Figura 1: Barras elásticas sometidas a una fuerza vertical

Donde:
Li =5.01909919 m.
Li Senα1 = 0.43744332 m.
Del equilibrio en la posición deformada es:

2TSenα 2 = P
T=

PL f
P
=
2 Senα 2 2( Li Senα 1 + υ )

.....(1)

Se obtiene T:

Pero Lf según las relaciones constitutivas se puede expresar como:
.....(2)

L f = Li +

TLi
EA

Y según las relaciones de compatibilidad Lf se puede expresar como:
.....(3)

L f = ( Li Senα1 + υ ) 2 + ( Li Cosα1 ) 2Gerencia XIV CONIC: ICG Instituto de la Construcción y Gerencia
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De las ecuaciones (1),(2) y (3) seobtiene la siguiente expresión:

(

2 EA
− 2 EA x 2 + ( LiCosα1 ) 2
Li

)

−1 / 2

x=P

Donde

x = ( Li Senα1 + υ )

Calculando se obtienen los resultados de la tabla:
Lf =

5.037687 m

T=
υ =

57.35911 m
0.177609 m

Tabla 1: resultados de la solución analítica
Si verificamos el equilibrio en la posición inicial obtendremos un valor para T = 80.32 tn. Valor
que...
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