Regresar

Herramienta de análisis en el plano para estructuras reticuladas

Abstract:

En la presente propuesta tecnológica se plantea el desarrollo de una herramienta de análisis utilizando el software informático Matlab que permita sistematizar el método de la rigidez aplicada a estructuras planas reticuladas con la finalidad de obtener los esfuerzos internos en las barras y los desplazamientos en los nudos. Siguiendo la metodología de Extreme Programming, desarrollada para guiar el proceso de desarrollo de aplicaciones o software en un corto periodo de tiempo. Principalmente se tuvo en cuenta las necesidades de los clientes; visualizar las matrices de rigidez global de la estructura, y ver los cálculos efectuados en segundo plano para obtener los esfuerzos y deformaciones en la estructura que se ingrese. Para cumplir con las exigencias de los usuarios se establece un cronograma con fechas límites para cada iteración, las cuales sirven para crear y mejorar la interfaz gráfica, la funcionalidad, o la interacción usuario – máquina, con la finalidad de hacer más eficiente la interfaz gráfica. Al culminar las iteraciones el resultado es una interfaz gráfica completa con todos los campos necesarios para analizar la estructura reticular empleando el método de rigidez. Una vez definida la interfaz gráfica definitiva para la herramienta de análisis propuesta, se explica el procedimiento a seguir para modelar de forma interactiva la estructura reticulada conformada por; nudos, barras, apoyos, y articulaciones; Además definir y asignar propiedades geométricas a los elementos tipo barras; área e inercia, módulo de elasticidad y de igual forma ingresar las cargas puntuales y distribuidas. La herramienta de análisis permite modelar estructuras planas reticuladas tipo pórtico, armaduras y vigas, con elementos empotrados o articulados, con o sin desplazamientos impuestos en los apoyos, con cargas puntuales en los nudos y cargas distribuidas trapezoidales sobre las barras, con o sin desplazamientos impuestos en los apoyos y que además están sobre un plano paralelo al eje horizontal o inclinados a este. Una vez modelada la estructura reticulada en la herramienta de análisis, es posible escoger los procesos que desee visualizar el usuario, entre estos se incluyen; matrices de rigideces locales de las barras, matrices de transformación, matrices de rigideces globales de las barras, matriz de rigidez global de la estructura, vectores de cargas en nudos global, vectores de cargas en las barras global, vectores de desplazamientos global, esfuerzos internos de las barras y deformaciones en nudos. Estos resultados se muestran en la consola de Matlab que posteriormente puede ser exportada a formato PDF con la posibilidad de exportar los vectores y matrices obtenidas a una hoja de cálculo. Luego de que la herramienta ejecuta el análisis a la estructura, esta permite visualizar las gráficas de momento, cortante, axial y desplazamientos sobre la estructura, además de las ecuaciones de momento y cortante que permiten obtener estos esfuerzos a una distancia x del nudo de inicio de cada barra modelada. Finalmente, para validar los resultados obtenidos por la herramienta de análisis se compara con los resultados obtenidos por un software comercial que sirve de referente para obtener el porcentaje de error entre ambos análisis, dando confianza a los usuarios de que los resultados obtenidos por la herramienta propuesta en este proyecto de titulación son prácticos y precisos.