VIGA SEMIEMPOTRADA - PARTIAL FIXITY SPRINGS

[daniel_ati]

HOLA A TODOS
QUISIERA QUE ALGUIEN ME AYUDE SOBRE ESTE ASUNTO:
NECESITO CONOCER COMO SE CALCULA EL PARTIAL FIXITY SPRING O COEFICIENTE DE EMPOTRAMEINTO PARCIAL DE UNA VIGA QUE NO ESTRARIA EMPOTRADA AL 100%
YA QUE CUANDO LE PONGO EL RELEASE CON UN FACTOR 0 SE LIBERA TOTALMENTE PERO SI QUIERO CONSIDERAR UN EMPOTRAMIENTO PARCIAL ESTE FACTOR NO ES UN PORCENTAJE.

[HectorPerezB]

Daniel, se me ocurren 2 cosas:

1. Se puede ir a la formulación matemática del asunto y en esecaso deberá suponer una viga elástica con resortes en los extremos. Los resortes tendrán un coeficiente de rigidez igual al MOMENTO ACTUANTE/GIRO DEL RESORTE, y luega deberá solucionar el sistema (es decir buscar la relación entre las fuerzas actuantes y el giro en el resorte). Esto debe arrojar una expresión para el momento en el apoyo "ME" en función de : coeficiente de rigidez del resorte "SE", inercia de la viga "I", longitud de la viga y módulo de elasticidad . E igualando el momento en el apoyo "MA" para una condición empotrada con la expresión del momento para unacondición semiempotrada "ME" puede encontrar el límite superior de la constante "SE".
Un poco enredado pero en con este texto se puede guiar :"Matrix analysis of framed structures", y el autor es William Weaver & james gere.

2. La otra alternativa es en su modelo de elementos finitos puede empezar a jugar con los valores del coeficiente de rigidez del resorte; es decir, por ejemeplo puede suponer un valor de 1000N/m ver los resultados de momento en el apoyo de su modelo, luego incrementar este valor a el doble y revisar nuevamente los momentos, continuar iterando hasta que encuentre un valor de coeficiente de rigidez para el cual sus momentos no cambian. Ese valor corresponderá al coeficiente de rigidez necesario para que ocurra empotramiento. Sobra decir que porcentajes de ese valor le permitiran tener en cuenta condiciones intermedias de empotramiento.

Espero que esto sirva de algo.

Saludos,

Héctor Pérez

[nassiul]

Hola,

A ver, para lo que se plantea existe un elemento que reproduce exactamente lo que quereis. El HINGE, aplicado a una viga. ¿Como funciona?. Se define un HINGE con una capacidad de pasar 100_m*Tn, por ejemplo, cuando el esfuerzo empieza a superar los 100mTn hay una redistribución de esfuerzos, vamos lo que se produce una rotula platica capaz de pasar 100 m*tn.
Ahora bien os habreis fijado que he dicho "cuando el esfuerzo empieza a superar...", este es el inconveniente, que no se pueden definir los analisys cases como NO LINEALES, y claro ya sabeis que esto requiere mas cuidado con el modelo, mas tiempo de calculo... etc...

Salu2.

[daniel_ati]

Nassiul gracias por tu aporte, pero bueno la pregunta es como calcular estos coeficientes ya que cuando debo hacer esto con varios elementos se vuelve un problema de nunca acabar, en otros programas es mucho mas sencillo porque este empotramiento parcial solo se le define como una fraccion 1 empotrado 0 articulado y 0.5 semiempotrado
ahora los "otros" programas no son tan buenos como el sap o el etabs o al menos yo confio mucho en el sap.
Aca pongo un paper muy bueno que explica sobre las conexiones semirigidas y por lo que veo no es un problema tan sencillo y por eso me hago la pregunta por que en otros programas es tan facil, pero la verdad no sabemos internamente que es lo que esta haciendo.
Y si es tan facil por que el sap no lo hace azi.

Muchas gracias por sus respuestas y espero que sigan aportando sus opiniones.

[josefiestasquiñones]

Me parece muy bueno el aporte, espero que puedan ayudarme en lo que esopty buscando, soy nuevo en el análisis con el sap, por lo que
les pediría por favor puedan enviarme cualquier información que tengan sobre la base teórica en la que se basda el Sap-2000 para sus analisis.
Sobre todo de los elementos finitos.
Gracias.
mi correo es ing.josequi@gmail.com

[Juan Pedro]

Hola:

El empotramiento 100% será el resultado de la relación entre los distintos elementos que confluyen. El empotramiento parcial dependerá del tipo de material que forme las vigas, así en vigas de hormigón armado el empotramiento parcial dependerá de la capacidad de plastificación y redistribución que tenga la viga lo cual depende del armado. En vigas de acero la rigidez de la unión será función de la conexión entre viga y pilar, ya que dependiendo de ésta habrá un giro relativo entre la cara de la viga en contacto con el pilar y el pilar.

Así pues entiendo que el SAP no lo calcula ya que no tiene los valores del armado ni del tipo de conexión, lo que hará será calcular la rigidez entre los elementos y obtener el empotramiento y el momento correspondiente, deberá verse a después si ese esfuerzo que solicita la viga es superior al máximo momento que se quiere que resista la viga para que no pase más momento al pilar. Si es acero ocurrirá algo similar. Por ello entiendo que habría que proceder por tanteos sucesivos con distintos empotramientos parciales hasta alcanzar el deseado, o definir rótulas plásticas que se deben conocer a priori.

Un saludo

[nassiul]

Completamente deacuerdo con Juan Pedro.

Saludos

[juanjose.cisneros]

Estimados compañeros:

Disculpad pero estoy en desacuerdo con la opinión acerca del tema. En estructuras de hormigón no estoy muy avezado la verdad, pero en el caso de estructura metálica se procede mediante la incorporación de la rigidez de la unión. El Eurocódigo 3 (parte 1. da reglas para la determinación de dicha rigidez en función de los elementos que conforman dicha unión: espesor de chapas y de perfiles, rigidizadores, tornillos, etc. Es un tema un poco engorroso (pues realmente se establece un sistema de muelles para un momento dado) y cada constante de muelle depende del tipo de unión y de los elementos que la componen. Así pues generalmente se procede a utilizar software comercial. Yo conozco éste:

http://www.buildsoft.eu/es/

También creo que la empresa adjudicataria del SAP2000 en Grecia ha desarrollado una aplicación para el cálculo de nudos y de sus rigideces.

Ahora bien, si somos exhaustivos la cosa se complica. Los programas evalúan una rigidez según el momento máximo de todas las combinaciones y es la que se aplica para las susodichas combinaciones.

Si quieren aprender más también pueden consultar la siguiente referencia:

http://www.unav.es/estructuras/tesis/jm ... fault.html

Espero les sirva de ayuda. Un saludo: jJ

[Juan Pedro]

Estimados compañeros:

Disculpad pero estoy en desacuerdo con la opinión acerca del tema. En estructuras de hormigón no estoy muy avezado la verdad, pero en el caso de estructura metálica se procede mediante la incorporación de la rigidez de la unión. El Eurocódigo 3 (parte 1. da reglas para la determinación de dicha rigidez en función de los elementos que conforman dicha unión: espesor de chapas y de perfiles, rigidizadores, tornillos, etc. Es un tema un poco engorroso (pues realmente se establece un sistema de muelles para un momento dado) y cada constante de muelle depende del tipo de unión y de los elementos que la componen. Así pues generalmente se procede a utilizar software comercial. Yo conozco éste:

http://www.buildsoft.eu/es/

También creo que la empresa adjudicataria del SAP2000 en Grecia ha desarrollado una aplicación para el cálculo de nudos y de sus rigideces.

Ahora bien, si somos exhaustivos la cosa se complica. Los programas evalúan una rigidez según el momento máximo de todas las combinaciones y es la que se aplica para las susodichas combinaciones.

Si quieren aprender más también pueden consultar la siguiente referencia:

http://www.unav.es/estructuras/tesis/jm ... fault.html

Espero les sirva de ayuda. Un saludo: jJ

Estoy de acuerdo, pero te estás hablando del dimensionamiento del la unión, para hacer el dimensionamiento tienes que conocer los esfuerzos, y para obtener los esfuerzos tienes que conocer las rigidez, al final tienes que proceder de forma iterativa, harás un predimensionamiento y con eso obtendrás unas rigideces, a partir de esas rigideces de las uniones deberás modifcar en el SAP los parámetros de empotramiento del SAP para simular esas rigideces obtenidas, ya que el SAP, hasta lo que yo conozco, no dimensiona uniones y por tanto no puede tener en cuenta esas rigideces.
El proceso será iterativo por que con el cálculo con los empotramientos modificados a mano, obtendrás unos esfuerzos solicitantes con los que deberás comprobar tu unión y si no cumple modificar los coeficientes de empotramiento, así sucesivamente, hasta que los esfuerzos solicitantes función de la rigidez de la unión sean soportandos por la unión.

Un saludo

[juanjose.cisneros]

Estimado Juan Pedro:

Estoy de acuerdo con lo que dices, pero en el cálculo de la unión no sólo se comprueban los elementos que la conforman (chapas, rigidizadores, tornillos, etc), sino también el valor de la rigidez (según esa configuración de chapas, tornillos, rigidizadores) y para los esfuerzos solicitantes. Los esfuerzos se obtienen del modelo de cálculo, pero la rigidez a considerar se obtiene del cálculo de la unión según el modelo de muelles que he comentado.

El módulo de SAP2000 básico no dimensiona uniones pero los distribuidores de SAP en Grecia han desarrollado un complemento adicional para dicho dimensionamiento según EUROCÓDIGO (les dejo a continuación el enlace):

http://www.csihellas.gr/index.asp?lstLanguages=en

Un saludo: jJ