Caso 06 — Marco rígido con cargas concentradas y distribuidas combinadas
Un marco plano rígido está sometido a una carga vertical concentrada aplicada en el nudo A y una carga uniformemente distribuida actuando a lo largo de la viga horizontal. El marco consiste en una columna vertical y una viga horizontal con diferente rigidez a flexión. Se evalúan los momentos flectores en secciones seleccionadas del marco. Este caso de verificación valida el cálculo de momentos flectores en elementos de marco sometidos a carga combinada concentrada y distribuida.
Descripción
Analice el marco rígido mostrado en la figura. El marco está sometido a una carga concentrada de 36 kN aplicada en el nudo A, una carga uniformemente distribuida de 64.8 kN/m a lo largo del miembro horizontal BC, y tiene longitudes de miembros y rigideces como se indica (la viga horizontal tiene rigidez a flexión 2I y la columna vertical tiene I).
Determinar:
- Momentos flectores
Esquema estructural
Geometría, condiciones de borde y aplicaciones de carga utilizadas en el modelo de verificación.
Parámetros del modelo
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Tipo de elemento | Beam element |
| Material | Steel, 2.0 × 10⁸ kN/m² |
| Propiedades de la sección | I = 8×10⁻⁶ m⁴, I = 16×10⁻⁶ m⁴ |
| Condiciones de borde | Nodes D, C: fixed |
| Cargas | Concentrated load −36 kN at node A; Uniformly distributed load −64.8 kN/m on rod BC |
Resultados numéricos
Desplazamientos
Diagrama de momento flector
Resultados de tabla de RodX
Comparison (kN·m)
| Sección | Solución analítica | RodX |
|---|---|---|
| A(3) | 0.0 | 0.0 |
| B(3) | -54.0 | -54.0 |
| B(2) | -81.0 | -80.9 |
| C(2) | -162.0 | -162.2 |
| B(1) | -27.0 | -26.9 |
| D(1) | 13.5 | 13.44 |
Los resultados numéricos obtenidos con RodX difieren de la solución analítica en menos del 1%.
Referencia
- C.K. Wang, Intermediate Structural Analysis, McGraw-Hill, 1985, p. 205.