Fernando Yvenes U. 12/14/2006

Curso MathCad para Ingenieros Estructurales 1

Fernando Yvenes U. 1

CURSO MATHCAD

Fernando Yvenes U. Ingeniero Civil/EstructuralP. Universidad Catlica de Chile

Diciembre 2006

PARA INGENIEROS ESTRUCTURALES

1ra. Parte

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X Introduccin

Esta primera parte del curso no busca transformarlos en expertos en MathCad. Slo les presentar la informacin bsica y necesaria para empezar a introducirnos en el MathCad y sus potencialidades.

A travs de esta y las siguientes clases sintanse libres de agregar sus comentarios/experiencias en el uso del MathCad, yo no soy un gran experto en el programa, pero juntos podremos ir descubriendo y aprendiendo con mayor profundidad las potencialidades del MathCad.

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X Qu es Mathcad

MathCad es una poderosa herramienta que crea un entorno de trabajo que permite el uso de las matemticas para los clculos de ingeniera, cientficos y tcnicos, as como para el manejo y la documentacin de proyectos tcnicos.

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X Qu es Mathcad

Es una combinacin de procesador de textos, lenguaje de programacin, hoja de clculo, y de manuales matemticos y fsicos.

MathCad es tan verstil y poderoso como los lenguajes de programacin y las hojas clculo, pero con la ventaja de que lo que ves es lo que obtienes (WYSIWYG).

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X Ventajas de MathCad (sobre las hojas de clculo)

Las frmulas matemticas, comentarios, unidades y grficos, se documentan y utilizan tal cual como los ves en la pantalla y son muy similares a la manera de hacer los clculos a mano.

La modificacin de las entradas a las frmulas son muy fciles y el cmputo es instantneo.

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X Ventajas de MathCad (sobre las hojas de clculo)

Al contrario de las hojas de clculo t puedes seguir fcilmente el flujo de los clculos.

El clculo es ms que slo trabajar con nmeros. En MathCad puedes trabajar tambin con unidades.

MathCad es tan verstil y poderoso como cualquier lenguaje de programacin y es tan fcil aprender como una hoja de clculo.

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X Ventajas de MathCad

Clculos simblicos y numricos pueden ser fcilmente hechos.

Problemas tericos complejos y prcticos pueden ser resueltos con un mnimo esfuerzo.

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X Ventajas de MathCad

MathCad tambin interacta con una variedad de otras aplicaciones, tales como: Microsoft Office suite, Vision, AutoCAD, SmartSketch, Axum,MATLAB, Microsoft Access y otros compiladores ODBC de bases de datos.

MathCad permite a los usuarios intercambiar datos fcilmente entre las distintas aplicaciones e incluso conducir otras aplicaciones con las especificaciones dadas por MathCad.

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X El Ambiente MathCad

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Formato

Estndar

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X Barras de Herramientas

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X Barras de Herramientas Operadores aritmticos comunes

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X Barras de Herramientas Tipos de grficos 2D y 3D

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X Barras de Herramientas Operadores matriciales y vectoriales

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X Barras de Herramientas Evaluacin

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X Barras de Herramientas Clculo

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X Barras de Herramientas Operadores Boolean

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NotAnd

Xor

Or

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X Barras de Herramientas Programacin

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X Barras de Herramientas Alfabeto Griego

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X Barras de Herramientas Symbolic

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X Regiones

Cada ecuacin o texto es una regin. MathCad crea un rectngulo invisible para contener

cada regin. Para ver las regiones seleccionar: View>Regions

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X Definicin de Variables

La definicin de una variable consiste en asignarle un valor a ella bajo su definicin.

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X Subndices de Texto en Variables

Despus del nombre de la variable pulsar la tecla de punto (.) en el tecleado.

Luego escribir el subndice.

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X Variables Globales

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X Agregar Textos

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X Dar Formato a los Textos

StyleFont Font Size

BoldItalicUnderline

AlignBullets

Numbering

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X Grficos

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X-Y Plot

Polar Plot

3D Bar Plot

Surface Plot

Contour Plot

Vector Field Plot

3D Scatter Plot

Zoom

Trace

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X Grficos X-Y

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Placeholders

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X Grficos X-Y

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X Grficos Polares

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X Grficos 3D

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Placeholder

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X Grficos de Barras

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X Grficos de Superficies

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X Grficos de Contornos

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X Grficos de Dispersin

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X Grficos de Campo de Vectores

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X Zoom

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X Trace

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X Agregar Unidades Insert>Unit

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X Expresiones Algebraicas Symbolics

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X Simplificar Symbolics>Simplify

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X Expandir Symbolics>Expand

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X Factorizar Symbolics>Factoring

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X Agrupar Seleccionar la variable Symbolics>Collect

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X Polinomios Seleccionar la variable Symbolics>Polynominal Coefficients

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X Resolver Ecuaciones Simblicas Escribir la ecuacin y seleccionar la variable Symbolics>Variable>Solve

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X Resolver Ecuaciones Numricas Escribir la ecuacin y seleccionar la variable Symbolics>Variable>Solve

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X Funciones MathCad Insert>Function

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X Funciones y Operadores Matemticos Elementales

Trigonomtricos

Hiperblicos

Logartmicos y Exponenciales

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X Funciones Definidas por el Usuario

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X Tablas

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X Tablas de Datos

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X Importar Datos desde Excel

Insert>Data>Table Escribir el nombre de la variable Ir a Excel y copiar los datos de la tabla en el

clipboard (Ctrl-C o Edit>Copy) Ir a MathCad y hacer click con el botn derecho del

mouse en la celda gris de la esquina superior izquierda de la tabla

Elegir pegar tabla (Paste Table)

Hacer click aqu

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X Men de Ayuda

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X Soporte

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X Ejemplo No.1

Graficar:CURVA DE INTERACCIN - COLUMNA RECTANGULAR

Pu Mu Pn Mn0.90 -25042725.87 0.00 -27825250.96 0.000.90 -44218.77 20987204.25 -49131.97 23319115.830.89 341001.44 21036138.64 382834.82 23616810.290.88 747902.68 21052735.74 850215.28 23932736.460.87 1161615.47 21059678.35 1337630.45 24250767.770.86 1555821.42 21064587.47 1813959.81 24559576.530.85 1932217.25 21067535.95 2280014.52 24859672.300.84 2292299.08 21068590.33 2736528.47 25151516.120.83 2637391.37 21067811.70 3184167.30 25435526.140.82 2968671.16 21065256.37 3623536.14 25712082.490.81 3311826.95 21050826.51 4088961.13 25990491.800.80 3643178.48 21034511.63 4548667.56 26262507.090.79 3961482.09 21017242.79 5000118.34 26527622.440.78 4267695.45 20999011.24 5443829.47 26786127.930.77 4825215.13 20960916.04 6276370.62 27264790.040.76 5111931.58 20933295.69 6717438.77 27507827.480.75 5397663.51 20899996.12 7166076.28 27747370.000.74 5939662.29 20832444.76 8043024.78 28209662.670.73 6197183.16 20798107.76 8472074.93 28432777.090.72 6446462.08 20763348.07 8895291.10 28650758.040.71 6941253.55 20678687.14 9759225.77 29073707.650.70 7183481.53 20631575.68 10194198.87 29278614.350.70 49783557.08 10546753.73 71119367.26 15066791.040.70 49803498.93 0.00 71476876.30 14810559.980.70 49803498.93 0.00 131495462.15 -72271513.72

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X Ejemplo No.1

Solucin:CURVA DE INTRERACCIN COLUMNA RECTANGULAR

PM0 1 2 3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

7-2.50410 0 7-2.78310 04-4.42210 72.09910 4-4.91310 72.33210

53.4110 72.10410 53.82810 72.36210

57.47910 72.10510 58.50210 72.39310

61.16210 72.10610 61.33810 72.42510

61.55610 72.10610 61.81410 72.45610

61.93210 72.10710 62.2810 72.48610

62.29210 72.10710 62.73710 72.51510

62.63710 72.10710 63.18410 72.54410

62.96910 72.10710 63.62410 72.57110

63.31210 72.10510 64.08910 72.59910

63.64310 72.10310 64.54910 72.62610

63.96110 72.10210 6510 72.65310

64.26810 72.110 65.44410 72.67910

64.82510 72.09610 66.27610 72.72610

65.11210 72.09310 66.71710 72.75110

:=

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X Ejemplo No.1

Solucin:

0 5 .106 1 .107 1.5 .107 2 .107 2.5 .107 3 .107

5 .107

Pu - MuPn - MnPu - MuPn - Mn

Curva de Interaccin

Momento

Car

ga A

xial

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X Ejemplo No.2

Graficar:MOMENTO CRTICO DE PANDEO FLEXURAL - SIN ALABEO

Unidades:

tonf 1000kgfAcero:

E 29000ksi:= G 0.4E:= Fy 36ksi:=Seccin: IN20x16.8

Iy 100cm4:= Wx 141cm3:= Zx 161cm3:= J 2.25cm4:=

Momento Crtico:

Mcr L( )L

E Iy E J:=

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X Ejemplo No.2

Solucin:Grfico:

0 10 200

5Mcr x m( )tonf m

x

0 10 200

5

2Z.x F.ytonf m

0

M.cr x m( )tonf m

200 x

Lmites Eje X

Lmites Eje Y

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PREGUNTAS ???

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GRACIAS

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