Caso 04 — Armadura hiperestática bajo cargas concentradas
Una estructura de armadura plana simétrica está sometida a cargas verticales aplicadas en nudos seleccionados. La estructura está soportada en ambos extremos y modelada usando solo elementos de armadura. Este caso de verificación valida el cálculo correcto de las fuerzas internas axiales en elementos de armadura sometidos a carga vertical simétrica.
Descripción
Considere la armadura simétrica mostrada en la figura. La estructura está sometida a dos cargas verticales iguales P=120 kN aplicadas en los nudos indicados. Todos los miembros tienen la misma rigidez axial EA.
Determinar:
- Fuerzas axiales en todas las barras de la armadura.
Esquema estructural
Geometría, condiciones de borde y aplicaciones de carga utilizadas en el modelo de verificación.
Parámetros del modelo
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Tipo de elemento | Truss element |
| Material | Steel |
| Módulo de Young | 2.0 × 10⁸ kN/m² |
| Propiedades de la sección | A = 0.1 m² |
| Condiciones de borde | Node 0: Ux, Uy restrained; Node 6: Uy restrained; Node 4: Uy restrained |
| Cargas | Concentrated load −120 kN applied at nodes 5 and 7 in the Y direction |
Resultados numéricos
Fuerzas axiales
Resultados de tabla de RodX
Comparison (kN)
| Barra | Solución analítica | RodX |
|---|---|---|
| 1 | 63.710 | 63.849 |
| 2 | 63.710 | 63.849 |
| 3 | 63.710 | 63.849 |
| 4 | 63.710 | 63.849 |
| 5 | 32.430 | 32.303 |
| 6 | 32.430 | 32.303 |
| 7 | -79.750 | -79.811 |
| 8 | -120.250 | -120.189 |
| 9 | -120.250 | -120.189 |
| 10 | -79.750 | -79.811 |
| 11 | 120.000 | 120.000 |
| 12 | 0.0 | 0.0 |
| 13 | 120.000 | 120.000 |
Los resultados numéricos obtenidos con RodX están en concordancia con la solución analítica.
Referencia
- Karnovsky I.A, Lebed O. Advanced Methods of Structural Analysis, Springer, 2010, p. 235.