ejercicio n° 05

4
ANU ALISIS ESTUNIVERSI RUCTURAIDAD NA L II ACIONAL DEL CEN cultad dNTRO DE eniería EL PERÚ a Civil EJERCICIO 5 A B C D EI vig EIcol EIcol L a 3a ELEMENTO AB 3 () 1 () 3 () 3 () 3 () Kcol 12EIc h 3 6EIc h 2 6EIc h 2 4EIc h Kcol1 EIc h1 12 h1 2 6 h1 6 h1 4 1 () 1 () ELEMENTO BC B C 2 1 L y EIv L EIc h1 1 () 2 () 1 () Kvig 4EIv L 2EIv L 2EIv L 4EIv L Kvig EIc h1 4y 2y 2y 4y 2 () 1 () 2 () 1 () 1 () 2 ()

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Page 1: EJERCICIO N° 05

 

ANA

 

U

ALISIS ESTR

UNIVERSI

RUCTURAL

IDAD NA

L II

ACIONAL

Fa

DEL CEN

acultad de

NTRO DE

e Ingeniería

EL PERÚ

a Civil

EJERCICIO 5

A

B C

D

EI vig

EIcol

EIcol

L

a

3a

ELEMENTO AB

3( ) 1( )3( )

3( )3( )

Kcol

12EIc

h3

6EIc

h2

6EIc

h2

4EIc

h

Kcol1EIc

h1

12

h12

6

h1

6

h1

4

1( )

1( )

ELEMENTO BC

B C

21

L

y

EIv

L

EIc

h1

1( ) 2( )

1( )

Kvig

4EIv

L

2EIv

L

2EIv

L

4EIv

L

KvigEIc

h1

4 y

2 y

2 y

4 y

2( )

1( )

2( )1( )

1( )

2( )

Page 2: EJERCICIO N° 05

 

ANA

 

U

ALISIS ESTR

UNIVERSI

RUCTURAL

IDAD NA

L II

ACIONAL

Fa

DEL CEN

acultad de

NTRO DE

e Ingeniería

EL PERÚ

a Civil

ELEMENTO CD

3( ) 2( )3( ) 2( )

3( )3( )

Kcol2EIc

h2

3

h22

3

h2

3

h2

3

Kcol2EIc

h1

3

Ø3

h12

3

Ø2

h1

3

Ø2

h1

3

Ø

2( )

2( )

MATRIZ DE RIGIDEZ DEL SISTEMA:

h1 4a a

h2 3a a

KEIc

h1

4 4 y

2 y

6

h1

2 y

3

Ø4 y

3

Ø2

h1

6

h1

3

Ø2

h1

3

Ø3

h12

12

h12

Øh2

h1

3

4

4 4 y

2 y

6

h1

2 y

3

Ø4 y

3

Ø2

h1

6

h1

3

Ø2

h1

3

Ø3

h12

12

h12

4 y 4

2 y

3

2 a

2 y

4 y 4

4

3 a

3

2 a

4

3 a

43

36 a2

EIc

h1

4 y 4

2 y

3

2 a

2 y

4 y 4

4

3 a

3

2 a

4

3 a

43

36 a2

θB

θC

u

0

0

H

Page 3: EJERCICIO N° 05

 

ANA

 

U

ALISIS ESTR

UNIVERSI

RUCTURAL

IDAD NA

L II

ACIONAL

Fa

DEL CEN

acultad de

NTRO DE

e Ingeniería

EL PERÚ

a Civil

CONDENSANDO LA ESTRUCTURA

4 y 4

2 y

2 y

4 y 4

θB

θC

3

2 a

4

3 a

u( )0

0

..................... A( )

EIc

h1

3

2 a

4

3 a

θB

θC

EIc

h1

43

36 a2

u( ) H( ) ..................... B( )

Multiplicamos (A) por la inversa de su primera matriz.

θB

θC

4 y 4

2 y

2 y

4 y 4

1

3

2 a

4

3 a

u( )

θB

θC

5 y 9

6 a y 2( ) 3 y 2( )

7 y 16

12 a y 2( ) 3 y 2( )

u( ) ..................... C( )

Reemplazamos (C) en (B)

EIc

h1

3

2 a

4

3 a

5 y 9

6 a y 2( ) 3 y 2( )

7 y 16

12 a y 2( ) 3 y 2( )

43

36 a2

u( ) H( )

EIc

a3

129 y2

271 y 27

144 y 2( ) 3 y 2( )

u( ) H( )

H

u

129 y2

271 y 27

144 y 2( ) 3 y 2( )

EIc

a3

KL

129 y2

271 y 27

144 y 2( ) 3 y 2( )

EIc

a3

Page 4: EJERCICIO N° 05

 

ANA

 

U

ALISIS ESTR

UNIVERSI

RUCTURAL

IDAD NA

L II

ACIONAL

Fa

DEL CEN

acultad de

NTRO DE

e Ingeniería

EL PERÚ

a Civil

a) Determine la rigidez lateral para el caso EI viga → ∞.

EI viga → ∞

∞y

129 y2

271 y 27

144 y 2( ) 3 y 2( )

EIc

a3

lim

43 EIc

144 a3

y → ∞

b) Determine la rigidez lateral para el caso EI viga → 0.

EI viga → 0

0y

129 y2

271 y 27

144 y 2( ) 3 y 2( )

EIc

a3

lim

3 EIc

64 a3

y → 0

c) Suponga que las dos columnas estan articuladas en la base y tienen altura 4a. Con las expresiones conocidas, determine un limite inferior para la rigidez lateral.

0y

12 y

1 2 y( )

EIc

4a( )3

lim

0

d) Suponga que se tienen las columnas de altura 3a, con bases empotradas, obtenga un limite superior para la rigidez lateral.

∞y

12 6 y 1( )

3 y 2( )

EIc

3a( )3

lim

8 EIc

9 a3