1986-1 introducción a la geometria de las estructuras espaciales desplegables de barras
DESCRIPTION
INTRODUCCION A LA GEOMETRIA DE LAS ESTRUCTURAS ESPACIALES DESPLEGABLES DE BARRASPor FELlX ESCRIG. DR. ARQUITECTO" Y JUAN B. PEREZ VALCARCEL DR. ARQUITECTO"" "Jefe del Departamento de Estructuras de la E.T.S.A. de Sevilla ""Jefe del Departamento de Estructuras de la E.T.S.A. de La CoruñaTRANSCRIPT
en el espacio. Y puesto que estas aspas tienen la movilidad propia de las agrupaciones de barras atravesadas por un pasador,los conjuntos formados con ellas tendrán la misma movilidadsiempre que se garantice la compatibilidad geométrica del movimiento de unas con respecto a las otras.
Esta movilidad las hace inservibles como estructuras en eseestado puesto que actuarán como mecanismos cambiando de forma ante la actuación de cargas exteriores o peso propio. Peropara obtener rigidez pueden inmovilizarse en posiciones determinadas, por ejemplo, fijando la distancia entre dos nudos contiguos o alejados no unidos por barras comunes. Se pueden fijarsimultáneamene varias parejas de nudos hasta conseguir rigidizar el conjunto. Los elementos rigidizadores pueden ser barrasque actúan solo cuando un motor las acciona o un dispositivomecánico las liga al conjunto.
Para comprender fácilmente la generación de un sistemaplegable de barras imaginemos un prisma triangular regular enque sus lados y sus vértices son elementos ficticios que nos ayudan a definir una estructura constituida por barras que unen losvértices opuestos de cada una de las caras rectangulares. (Fig.1). Obtendremos así un conjunto de tres aspas planas dispuestasespacialmente y formadas por dos barras cada una cruzándoseen el centro de los rectángulos. Los vértices del prisma serán lasuniones entre las distintas aspas.
Si se efectúa una presión sobre una base de este prismatriangular contra la otra, las aspas tenderán a abrirse de modoque las diagonales de las caras rectangulares tengan la mismalongitud, la de las barras que forman las aspas; pero estos rectángulos cambiarán de proporción haciéndose más anchos y másbajos (Fig. 2). De esta forma obtenemos un prisma triangular regular diferente al anterior y caracterizado por una menor altura yunas bases triangulares de mayor dimensión. Si seguimos cam-
INTRODUCCION A LAGEOMETRIA DE LASESTRUCTURAS ESPACIALESDESPLEGABLES DE BARRAS
Por FELlX ESCRIG. DR. ARQUITECTO"Y JUAN B. PEREZ VALCARCEL DR. ARQUITECTO"""Jefe del Departamento de Estructuras de la E.T.S.A.
de Sevilla""Jefe del Departamento de Estructuras de la E.T.S.A.de La Coruña
Las estructuras espaciales de barras han sido enormementeutilizadas en distintos campos de la tecnologia desde principiosde siglo. Su primer uso fue en técnicas aeroespaciales para obtener estructuras ligeras y fue a partir de 1930 cuando comenzó suutilización en estructuras de edificación, sobre todo para cubiertas de grandes luces. La complejidad de su cálculo las confinó enprincipio a diseños experimentales y solo con el advenimiento delcomputador electrónico se han convertido en tipología habitualde uso en el diseño. Las cubiertas planas de barras metálicas convarias capas de ellas y las cúpulas con una o más capas debarras, son bien conocidas y numerosas investigaciones hanaportado soluciones particulares en la configuración de las barras y soluciones de nudos para definir unas estructuras con caracteristicas bien precisas: MODULACION, RIGIDEZ y FORMA DEFINITIVA.
La modulación hace referencia al establecimiento de un reducido número de elementos que genera el conjunto por acumulación de ellos. La rigidez se refiere a la estabilidad geométricaque hace a la estructura capaz de resistir su propio peso y lascargas aplicadas sin otras deformaciones que las elásticas Y laforma definitiva implica la definición formal y la constancia de lasdimensiones que solo podrá variarse desmontando los módulos oelementos y emplazándolos con otra configuración. Esas estructuras reciben el nombre de «Espaciales de barras con nudos articulados» yen ellas todas las barras empiezan y terminan en unaarticulación y no admiten nudos intermedios.
No se han utilizado hasta el momento de una forma prácticaestructuras que permitan formas cambiantes o plegables y desplegables. Y es sobre ellas que queremos hacer algunas consideraciones y sistematizar muchas de sus posibilidades.
Las estructuras espaciales que proponemos tienen una función resistente y por tanto serán rígidas y con forma geométricadefinida. Pero ésta podrá cambiarse mediante el accionamientode un dispositivo mecánico que, actuando localmente, tenga repercusiones en todo el conjunto.
Estas estructuras están formadas por barras que empiezan yterminan en una articulación pero que además llevan nudos intermedios que no impiden la continuidad de las piezas y tienen como misión agrupar las distintas barras que pasan por estos nudos intermedios, permitiéndoles unas con respecto a otras sinque puedan separarse.
El ejemplo más simple y conocido es el aspa; dos barras conun pasador intermedio que las une y pueden girar una con respecto a otra alineándose o poniéndose perpendicularmente. Exísten también otras posibilidades tales como aspas espaciales conmás de dos barras pasando por la articulación y no contenidas enun plano o aspas complejas en que algunas barras pertenezcana la vez a más de una agrupación y por tanto con más de unaarticulación intermedia.
Las estructuras que proponemos se obtienen a partir deagrupaciones midulares de aspas espaciales simples o complejas que se añaden sucesivamente para formar una malla grande
48
Fig I Fig 2
Fig 4
Fig 3
Fig 5
primiendo, la cara superior del prisma Ilega,rá a coincidir con lainferior y el lado del triángulo será igual a la longitud de lasbarras mientras la altura será nula.
Si en lugar de acercar una base hacia la otra se separanentre si, las bases se reducen a cambio de ganar altura el prisma(Fig. 3). El limite será aquel en que el prisma se eleve hasta unalongitud igual a la de las barras y las bases se hagan mínimas,agrupándose en seis barras en forma de haz.
Colocando encadenadamente muchos prismas de estas características (Fig. 4) e iguales entre sí y en los que las barras queconfluyen en cada vértice se unen con articulaciones espaciales,al aproximar las dos bases de un prisma se está obligando a quelo hagan todas las restantes, obteniéndose por tanto una estructura grande con capacidad para cambiar de forma (Fig. 5).
El sistema modular generado por prismas triangulares regulares está determinado por barras de igual longitud y con unaarticulación en su punto medio. Por su capacidad para llenar elespacio permite diseñar estructuras longitudinales, planas o volumétricas.
Si en lugar de un prisma triangular, escogemos uno cuadrado, por el mismo procedimiento, podremos plantear una estructura desplegable (Fig. 6) capaz de encadenarse a otras similarespara dar un conjunto como el de la Fig. 7 Y que, como el anterior,puede crecer longitudinal, superficial o volumétricamente (Fig. 8Y 9).
En el caso de prismas cuadrangulares hay otra forma de unirvértices opuestos con barras de Igual longitud y que permite también crear estructuras modulares desp legables (Flg. 10). De estemodo puede ensamblarse un nuevo conjunto con barras que secruzan espacialmente cuatro a cuatro (Fig. 11).
Un tipo de módulo similar sólo podría ser posible en un pris-
En un caso general con varios niveles (Fig. 28) las longitudesde las barras que convergen en vértices opuestos (A por ejemplo)deben cumplir la misma condición en cada uno de los nivelespara que sea desplegable (Fig. 29). Es decir:
1,+1',= k..,+ k'",
k',+l',= k«,+I ..,
ma triangular si partiéramos de un antiprisma como el de la Fig.12 que también es capaz de llenar el espacio y por tanto de generar grandes estructuras (Fig. 13).
Realmente este proceso de generación sugiere que podríanutilizarse otros muchos tipos de módulos prismáticos regularescapaces de llenar el espacio por sí solos o con la colaboración deotros. Así, por ejemplo, en las Fig. 14 Y 16 se muestran dos módulos pentagonales resueltos ambos con barras de igual longitud yarticuladas en su punto medio y en las Fig. 16 Y 17 dos móduloshexagonales también con barras de iguales características aunque no todos ellos son capaces de encadenarse hasta llenar espacio. Pero con ciertas restricciones podrían ser útiles.
En el caso de prismas poligonales superiores al triángulo esposible encontrar disposiciones más complejas con barras deigual lontitud y más de una articulación intermedia y que tambiénpueden utilizarse para modular el espacio (figs. 18, 19, 20 Y 21).
Atendiendo a sus posibilidades de encadenamiento y a lacompatibilidad entre movimientos de barras de distinta longitudpueden construirse conjuntos de elementos similares o diferentes.
Todo el planeamiento anterior es posible hacerlo tambiéncon módulos prismáticos irregulares o con otras formas poliédricas. Si partimos de prismas oblicuos (Fig. 22) obtendremos estructuras también oblicuas (Fig. 23). Si partimos de estructurastroncopiramidales (Fig. 24) obtendremos estructuras que se cur-van en el espacio (Fig. 25). .
En todos estos casos las barras pueden ser de longitudesiguales o diferentes y las articulaciones intermedias pueden serúnicas o múltiples y centradas o excéntricas. Las posibilidadespara crear estructuras diferentes son muchas.
Las limitaciones se refieren únicamente al establecimientode las condiciones de compatibilidad entre la geometría de cadauno de los nudos conectados. En un caso general, con un solonivel (Fig. 26), para que sea posible el plegado y desplegado (Fig.27) las longitudes de las barras que convergen en vértices opuestos deben cumplir la relación:
y lo mismo en todos los conjuntos de barras que pasen enotras direcciones del espacio por el punto A. Todas estas condi-
Fig 9Fig 8
Fig 6
49
EL CALCULO MATRICIAL DE LAS ESTRUCTURAS
DESPLEGABLES ESPACIALES
Como todas estas estructuras para su uso arquitectónico deberán acompañarse de una cubierta trabajando en tracción, en suposición desplegada, el arriostramiento está garantizado. Y cuando ello no sea así habrá que tomar las disposiciones necesarias.
La formulación matricial de las estructuras desplegables presenta ciertos problemas derivados del hecho de que sus piezasconstituyentes son barras articuladas en sus extremos que tienenun apoyo central sobre otra pieza. Esto hace que los nudos centrales deban considerarse como articulados si estudiamos la interacción de una barra con la otra y empotrados si consideramosla barra como continua. Ninguno de los programas de ordenadorhabituales puede resolver este problema.
Sin embargo, es posible plantear unas ecuaciones matriciales que expresen el equilibrio de esta barra y en consecuenciaformular un nuevo programa de ordenador capaz de calcular estetipo de estructuras. De esto tratará este estudio.
Una barra caracteristica de estas estructuras se puede considerar articulada en sus extremos y apoyada en un punto interior.La reacción exterior debida a la barra que se articula sobre ellapuede descomponerse en tres fuerzas X, Y, Z. De ellas la fuerzaX, actuante según el eje de la pieza, modificará los valores de losaxiles en los dos tramos de la barra y las fuerzas transversalesY, Z provocarán flexiones sobre la barra. El equilibrio total de labarra será (figura 2).
Fig 1I
Fig 13
Fig 10ciones se establecerán también en los restantes puntos yestableceremos el sistema global de condiciones que debe cumplir elconjunto para que sea desplegable.
En cuanto a la rigidez de estas estructuras desplegables yase ha observado que son formalmente inestables y que puedentomar distintas configuraciones geométricas. La cual facilita precisamente el proceso de plegado y expansión. Para fijar su formaen posiciones determinadas es necesario introducir elementosque mantengan las dimensiones requeridas y ello se conseguirámediante alguno de los siguientes procedimientos:
a) Introducción de un elemento que defina la separación dedos nudos opuestos (Fig. 30). Este elemento puede ser una barra,un cable, un tornillo o un gato hidráulico. Si se situan elementosde este tipo en varios puntos de la estructura, la rigidez aumenta.
b) Introducción de un elemento que una puntos alejados. Eneste caso una estructura como la representada en la Fig. 31abierta, por peso propio, se estabilizará cuando el elemento adicional quede tensado.
e) Estabilización por anclaje de los apoyos a puntos fijos delexterior del sistema (Fig. 32).
d) Utilización de una cubierta textil o plástica que estabiliceel conjunto abierto, al tensarse. Esta cubierta puede situarseuniendo puntos superiores, inferiores o por ambas capas a la vez(Fig.33).
e) Diseño de nudos que permitan un giro limitado de lasbarras que concurren en ellos (Fig. 34).
f) Sistemas mixtos de varias de las posibilidades anteriores.Con estas soluciones y algunas otras, podemos conseguir
que las cerchas desplegables tomen una configuración estable.Sin embargo, habrá que estudiar otro tipo de rigidización lateralmente puesto que sólo si forman recuadros triangulados (Fig. 1 a5) podrá evitarse la deformación como mecanismo.
En un caso como el de la Fig. 35, representación en plantadel tipo reflejado en la Fig. 7, con la distancia entre nudos superiores e inferiores fija, pueden obtenerse configuraciones comolas de la Fig. 36, 37 ó 38 en las que falta estabilidad angular. Estaestabilidad se conseguirá en la posición desplegada con elarriostramlento de algunos recuadros (Fig. 39 Y40) que habrá queelegir correctamente.
• En general la estructura estará geométricamente arriostradasi rigidizamos dos filas perpendiculares de recuadros, aunque aefectos resistentes haya que considerar condicionantes adicionales.
En un caso como el de la Fig. 42, representación en plantadel tipo reflejado en la Fig. 10, la única deformación posible enplanta, manteniendo las longitudes proyectadas sobre el planohorizontal de las barras, son las representadas en las Figs. 43 y44. Con arriostrar un solo recuadro toda la estructura queda también arriostrada.
En un caso como el de la Fig. 13 existen tres grados delibertad que corresponden a las deformaciones expresadas enlas Fig. 45 a 48.
JO
Fig 14
FIg 18
Fig 15
Fig 19
Fiq 16
Fig 20
Fig 17
Fig"21
z
(1)
y '
51
Es decir, que los cuatro esfuerzos N, N, P, Y P, definen totalmente el equilibrio de la barra.
MATRIZ DE RIGIDEZ EN COORDENADAS LOCALES
Fig 22
Fig 24 Fig 25
y puesto en forma matricial
E igualmente
3El,L
P,= --L,' L,'
w (1)
P,. L,'. L,'
A efectos de las fuerzas transversales en el nudo central,suponemos la barra articulada en sus extremos y sometido a unacarga trasversal sobre dicho nudo. En este caso
A efectos de esfuerzos axiles la respuesta de la barra serásimilar a la de una barra de una estructura de nudos articulados.En consecuencia, llamando u, al alargamiento del primer tramode la barra y u,al del segundo.
eje x.-Ileva la dirección de labarra.eje y.---eje horizontal perpendicular al eje x.eje z.-eje perpendicular alos ejes x e y.
E~ O O O u,N,L,
E~O ON, O u,
L,
O O3El,L
O vP,
L,' L,'
3EI,L wP, O O O
L,' L,'
MATRIZ DE COMPATIBILIDAD
Para definirla vamos en principio a definir una orientación delos ejes locales
(1)u,
E~
L,
.v
N=,
3.L
L,'.L,'
3.E.I,.L
E.l,
u,
P,= ----
v=
L,
E~
N,=
En consecuencia
52
Fig 32
Fig 33
Fig 34
Fig 30
e
y las relaciones que existen entre ellos serán
eje x oo ' (cos ex, cos ~. cos 1)
eje y ... (- cos ~. cos ex, O)
sen 1 sen 'Y
eje z oo . ( - cos ex cos 1
sen 1
cos ~ cos 1 • sen 1)
sen 1
Poniendo los desplazamientos de la barra en función de losdesplazamientos de los nudos.
y u,= -x, cos ex, - y, cos ~, - z, cos 1, + x, cos ex.,'+ y, cos ~ , + lo cos 1,
u,= -X2 COS ex, - y, cos ~, - lo cos 1, + x, cos ex,
+ y, cos ~ , + lo cos 1,
y para los desplazamientos trasversales
3
T- - ,V I v231
I 1~
53
,JIIII
~
2
VI :&>--------<>-----.........
Este crlterlo es válido salvo para barras verticales en cuyocaso los ejes y z son ambos horizontales. Para resolver la ambigüedad se 'toma como eje z al eje horizontal que corta al ejevertical z' y como eje y al perpendicular a los otros dos ejes.
Los cosenos directores de los tres ejes serán:
eje x oo. (cos ex, cos ~, cos 1,)eje y oo. (cos a. cos ~, cos ex,)eje z Oo. (cos ex, cos ~, cos iXa)
Fig 40
Fig 37Fig 36Fig 35
L, V, L,V,V= --- + V2-
L L
+l2 COS Y2- ----L
+X2cos (12+ Y, cos p,
+ X2COS IX,+ Y, cos p,
L
L, l, COS Y2
L
L,z,cos Y2
L
L,Z,cos y,
L
L,Y, COS P2
L
L2Y,cos ~2
L
L2Y,cos p,
L,X, cos ex,
L2X,cos ex,
L
L,X,cos ex,
L
V=-
w=-
L,X, cos IX,
+l,cosy,L
L,Y, cos p,
L
L, l, cos y,
L
Que puesto en forma matricial
u, -cos p, cos ~,
x,
-cos (1, -cos y, COS (1, cos y, O O Oy,
O -cos ~,
z,
u, O O -cos (1, -cos y, COS (1, COS ~, cos y,x,
L, cos ex, L, cos p, L, cos y,L,cos ex, L, cos p, L, cos y, y,
vcosa, cos P, cos y, Z,
L L LL L L
L, cos IX, L, cos P, L, cos y,x,
L, COS IX, L, cosfí, L, cos y,
w L L L cos IX, cos ~, cos y,L L L
y,
Z,
54
MATRIZ DE RIGIDEZ ENCOORDENADAS GLOBALES
Planteando las ecuaciones anteriores en coordenadas globa-les
Ecuación de rigidez
Ecuación de compatibilidad
Ecuación de equilibrio
En consecuencia
P = K . Z.
Z = A . X
L = A'. P
L = A' . K . A . X = S. X
por tanto la matriz de rigidez en coordenadas globales será
a+m.k, b+n.k, c+o.k, -a-m.k. -b--n.k. --e--o~k. I m.k, n.k, o.k,
d+p.k, e+q.k, -d-p.k. ~.k. I p.k, q.k,
:r. kl~ -f-r.k,L
r.k,
a+g+m b+h+n c+i+o --g-m.k. -h-n.k. -i--o.k.
I Id+j+p e+k+q -j-p.k. -k~.k.
If+l+r
I-I-r.k.
I I g+m.k, h+n.k, i+o.k,
I I j+p.k, k+q.k,
I I I+r.k,
siendo 3EI,L 3EI, L
L' L'm= cos' el, + cos' ex,,
k,=,
L,' L,' L,' Lo'k=,L' L'
L, L, L,.L,k.=- k.=- k= 3EI,L 3EI,Ls
L L L n= cos el, cos ~. + cos ex, cos ~.
y los coeficientes seránL,',L,' L,' Lo'
E~ E~
a= cos' Ot'., g= cos- Ot'.,3EI,L 3 EI,LL, L,
0= cos Ot'., cos Y. +L,' Lo'
cos IX, cos Y.E~ E~ L,' L,'
b= cos 0:, COS ~, h= cos 0:, COS ~,L, L,
E~ E~ 3EI,L 3EI,Lc = -L- cos 0:, COS y, i= cos 0:, COS y, p= cos' ~, + cos' ~., L, L,' Lo' L,' Lo'
E~ E~ ,d= -- cos' ~ j= , cos' ~,
L ' L, 3EI,L 3EI,L,,. , cos ~, cos y, + cos ~. cos y,
E~ El!. q=.L,~ Lo' . L,' Lo'
e= - cos ~, cos y, k= cos ~, ces y,L, L,
E~ E~3EI,L 3EI,L
f= L cos' y, 1= - cos'y r= cos' y, + coso YaL ' L,' Lo' L,' Lo'1 ,
55
x, = (N, - N,) cos 0:, + P, cos 0:, + P, COS 0:,
CALCULO DE ESFUERZOSHemos visto en las ecuaciones (2) y (3) las expresiones de
los desplazam ientos en coordenadas loca les. En función de estosdesplazamientos, que se calcularán al resolver el sistema deecuaciones L= S.X podremos calcu lar a partir de (1) los esfuerzos en las barras
E.A 3EI,LN= u, P = V, ,
L, L,' L,'
E.A 3.E.I,.LN=--- u, P= .W, L, a
L,' .L,'
x, = - N, cos 0:,-
y,= - N, cos ~,-
z,=- N, cos y, -
P, L, P, L,cos 0:,-
L L
P, L, P, L,cos ~,-
L L
P, L, P, L,
cos y,-
L L
cos y;
cos +,
cos y,
Generalmente es de mayor interés calcular los esfuerzoscortantes y los momentos f1ectores, que las prop ias fuerzas trasversales .
Esfuezos cortantes
y,= (N, - N,) cos ~ \ + P, cos ~, + P, cos ~,
z,= (N, - N,) cos y, + P, cos y, + P, cos y,
y,= N, cos ~,- P, L, cos ~,- P, L, cos ~,
z,= N, cos y, - P, L, cos y, - P, L, cos y,
x,= + N, cos 0:, - P, L, cos IX, - P, L, cos 0:,
L
L
L
L
L
L
Comprobando que las fuerzas totales en cada nudo, considerando la fuerza exterior y las barras que concurren en él, est ánen equ ilibrio, podremos comprobar la corrección de los cálculosefectuados.L
P, L,
P, L,V,,= ---
L
V" =
P, L,
V" =
P, L,
L
L
V"=
Momentos flectores
z
COMPROBACION DE RESULTADOS
P, L, L,
M=,L
X
P, L, L,
M=aL
CONDICIONES DE SIMETRIA
En general estas estructuras presentan un número re lativamente importante de puntos y un ancho de banda consi derablepor las dificultades de su numeración. En consecuencia es importante tratar de reducir el número de elementos de las mismas,por aplicación de cond iciones de simetría cuando ello sea pos l-ble . .
En muchos casos la estructura tiene una simetria respecto aplanos verticales que pasan por el eje z, que suponemos contienea los puntos fijos. En estas condiciones es preciso plantear lacondic ión de que los desplazamientos se produzcan según unplano vertical que forma un cierto ángulo con los ejes global~s.
Una vez resuelto el cálculo es preciso comprobar que todoslos nudos están en equilibrio. Por tanto es prec iso ca lcular lasfuerzas que actúan en cada nudo en coordenadas globales.
Hemos visto que el equilibrio de cada barra era
z '
y
y en consecuencia las fuerzas que act úan en cada nudo trasproyectarlas sobre los ejes globales serán
"
..
x'
La cond ición será que la componente del desplazamiento,ortogonal al plano de simetría, sea nula
OX sen o: - oy cos Cl. = O
oy = ox + yo:
Al imponer esta cond ición la matriz de rigidez en Coordenadas globales que, referida a estos desplazamientos, t iene la forma
56
P. s, s,
P, s,, s"
se transforma en
s'.S '21
oO
O
O
P. + p,.tg o: Si,+ Si" tgo: ++ (s, +2tg o: S ¡¡) tg o:
- s" tgo:, S'"
O O O
O.
O
-s"tgo: O O O O O s" O O
s'..
O
O
O
siendo
S' oi = S " + s o, • tg o:
S ' ,, = s, + S¡O ' tg o:
CONSIDERACION DE LOS CABLES TENSORES siendo
Este tipo de estructuras pr esenta cie rtos problemas en cuanto a sus flechas, que pueden alcanzar grande s va lo res . Por otrapar le su uti liz ac ión arq uitectón ica ex ige un recub ri miento, generalmente texti l , que pueda plegarse con las barras de la est ructura y que quede tenso tras el des plegado . La resistencia a tracc iónde es ta lámina texti l mejora el com portamien to res istente delconjunto y d ism inuye las flechas. pero tiene el inconveniente dela escasa fiab i lidad res istente de estas láminas texti les. Es puespreferi ble inco rporar a dicha lám ina cabl es de ace ro que trabajencomo tensores.
Esta conside ración introduce una complej idad nue va en elcálculo por dos razo nes: Es pre ciso fo rm ar y ensamblar las matrices de r ig idez correspondiente a los cables y además hay quecontemplar la posib il idad de que los cab les pud ies en trabajar acompresión.
Para resol ver la primera objec ión es pr eci so calcular la matr iz de ri gid ez correspondiente a los cables. Esto no presentadif icultades esp eci ales puesto que es idéntica a la matriz de ri gidez de las barras de ma llas espaci ale s normales , problema am pl iamente estud iado,
La mat r iz de rig idez en coordenadas globa les es:
-a -b -e
siendo (cos o:cos Pcos 1) los cosenos dir ecto res de la barra.
Tras resovler el sistema de ecuaciones se puede obtener elesfu erzo axil sobre la barra en funció n de los co rr im ientos de losextremos
c = cos o: cos 8
f= cos ' 1)
b = cos o: cos pe = cos p cos 8
a= cos ' o:
d = cos ' P
EAN,,= --- (cos o: (x, - x,) + cos P (y¡ - y,) + cos y (z, -z,))
L
Para resolver la segunda objeción es preciso proceder poriterac iones, puesto que en pr inc ipio no se conocen los cables quepud iesen trabajar a compres ión y que en consecuencia deben serelim inados de la estructura. Asi pues en la primera iteración sesupone que todos los cables trabajan a tracción y al calcular losesfuerzos se eliminan de la estructura todos los cables que trabajen a compresión. Se calcula de nuevo la estructura de la que sehan el im inado d ichos cables y se repite el proceso hasta que noquedan cables en compresió n. Generalmente basta una iteraciónpara conseguir este resultado.c
-f
-e
-e
b
- b
a
c -a
e
b
d
a
-d -e d e
-f
57
-