Dinamica Estructural PDF

DINÁMICA ESTRUCTURAL

DR.ULISES MENA HERNÁNDEZ

 Abril 2018

 

En lo los s pr prob oble lema mas s de di diná námi mica ca es estr truc uctu tura ral, l, la las s carg cargas as y todas las respuestas estructurales, varían con el tiempo. Una difere ren ncia import rta ante entre el aná nállisis estático y el análisis dinámico, es que el análisis dinámico no pre pr esen enta ta una so solla so solu luc ció ión, n, más bi bie en ha hay y sol oluc ucio ion nes distintas para cada instante de tiempo, por consig con siguie uiente nte res result ulta a más lab labori orios oso. o. Dinámica Se define simplemente como las pro rop pie ieda dad des, car ara acterísticas o accione nes s que varí ría an con el tiempo. Estas pueden ser predecibles si se conocen la influencia de las fuerzas externas que actú ac túan an so sobr bre e el si sist stem ema. a.

Excitación dinámica. Es aquella cuya magnitud, dirección y punto de aplicación es función del tiempo. Ejemplos de excitación dinámica son: *

  Vibraciones causadas causadas por el viento *  Vibraciones causadas por olas y corrientes *   Fuerzas debidas a choques o impactos maquinaria *   Fuerzas producidas por maquinaria * *

  Fuerzas producidas por el movimiento movimiento de vehículos  Movimientos sísmicos

Respuesta dinámica.   Esta pue puede de ser def definid inida a com como o cua cualqu lquier ier can cantid tidad ad que pue puede de caracterizar el efecto producido por cargas dinámicas en las estructuras (dependientes del tiempo), en forma de: • • • • • •

Desp Despla laza zami mien ento tos s Vel eloc ocid idad ades es Acel Aceler erac acio ione nes s Tensi ension ones es Defo Deform rmac acio ione nes s Fuer Fuerza zas s de in iner erci cia a

Existen dos maneras de evaluar la respuesta de estructuras producidas por cargas dinámicas: •

Dete De term rmin inist istas as

•

Probab Pro babilís ilística ticas s

La elección del método para evaluar la respuesta depende de la acción que se estudia. Si la acción es completamente conocida, a pesar que tenga oscilaciones irregulares, llamadas comúnmente “cargas dinámicas prescritas”, la respuesta puede ser calculada mediante análisis determinísticos. De otra manera, si la variación de la acción en el tiempo no es del todo conocida, llamada comúnmente “cargas dinámicas aleatorias o estocásticas”, la respuesta puede ser cal calcul culad ada a med median iante te un an análi álisis sis pro probab babilís ilístic tico. o. Est Este e últ último imo mét método odo tien tiene e may mayor  or  aplicación en la ingeniería sísmica. En general la respuesta de una estructura producida por una carga dinámica se expresa básicamente en términos de desplazamientos de la estructura. Además, un análisis determinista lleva directamente a una historia en el tiempo de desplazamientos. En cuanto al análisis probabilístico proporciona únicamente una información estadística a cerca de los l os desplazamientos producidos por una carga definida estadísticamente.

Tipos de cargas Es conv conven enie ient nte e di divi vidi dirr la las s carg cargas as pr pres escr crip ipta tas s o deter determi miní nísti stica cas s en dos dos categ categor oría ías: s:

Periódicas

Este ste tip tipo de car cargas gas muestra stra la mism isma vari varia ació ción en el ti tie empo para un gran gran núm úmer ero o de ci cicl clo os. La carga periódica más sim simple tie tiene una for forma senoidal, que además está en términos harmónicos cos simples. Algu Alguno nos s ej ejem empl plos os de estos estos son: son: Efec Efecto tos s del del desb desbal alan ance ceo o de la ma masa sa de una una ma maqu quin ina a de ro rota taci ción ón

  fectos causados por la presión hidrodinámica generada por las hélices de un barco o por los efectos de inerci ine rcia a en una maq maquin uinari aria a rec recipr iproca oca

Aunque Aunq ue esta estas s carg cargas as son son gene genera ralm lme ente nte más más comp comple leja jas, s, pued puede en ser ser repr repres esen enta tad das medi median ante te la suma suma de seri series es de comp compon onen ente tes s harm harmón ónica icas s simp simple les s y se pued pueden en re reso solv lver er util utiliza izand ndo o un anál análisi isis s de Four Fourie ierr.