diseno estructural

Download diseno estructural

Post on 24-Jun-2015

1.609 views

Category:

Documents

8 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Anlisis Esttico y Dinmico de Estr uctur asUn Enfoque Fsico Con nfasis en Ingeniera Ssmica

Profesor Emrito de Ingeniera Estructural Universidad de California en BerkeleyTraduccin

Edwar d L. Wilson

www.morrisoningenieros.com Revisin Tcnica

Ing. Carlos A. Prato, Ph.D. Profesor Titular Plenario del Departamento de Estructuras Universidad Nacional de Crdoba, Argentina Ing. F ernando Gonzalo Vsquez, Ph.D. Profesor Asociado Universidad Nacional de Ingeniera, Per Ing. Alberto Guzmn De La Cruz, Ph.D. Coordinador del Area de Estructuras Universidad Politcnica de Puerto Rico, Puerto Rico Ing. Emilio Cruz Herasme, M.Sc. Profesor Asociado Universidad Nacional Pedro Henrquez Urea, Repblica Dominicana

Computers and Structures, Inc. Berkeley, California, USA

Primera Edicin en Espaol

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Derechos Reservados por Computers and Structures, Inc. Ninguna parte de esta publicacin puede ser reproducida o distribuida de ninguna forma o por ningn medio, sin un permiso escrito previo de Computers and Structures, Inc. Copias de esta publicacin pueden ser obtenidas de: Computers and Structures, Inc. 1995 University Avenue Berkeley, California 94704 USA Telfono: (510) 649-2200 Fax: (510) 649-2299

e-mail: info@csiberkeley.com

Derechos Reservados Computers and Structures, Inc., 1996-2008 El logo CSI es marca registrada de Computers and Structures, Inc. SAP90, SAP2000, SAFE, FLOOR y ETABS son marcas registradas de Computers and Structures, Inc. ISBN 0-000000-00-0

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

LA INGENIERA ESTRUCTURALQue Tienen Propiedades Que Slo Pueden Ser Estimadas

EL ARTE DE UTILIZAR MATERIALES

PARA CONSTRUIR ESTRUCTURAS REALESQue Slo Pueden Ser Analizadas Aproximadamente

Que No son Conocidas con Precisin

QUE SOPORTAN FUERZAS

DE MANERA QUE NUESTRA RESPONSABILIDAD CON

EL PBLICO SEA SATISFECHA.Adoptado de un Autor Annimo

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Anlisis Esttico y Dinmico de Estructuras

Edward L. Wilson, D. Ing.El Profesor Wilson posee ms de 45 aos de experiencia profesional en la Ingeniera Civil, Mecnica y A eroespacial. Fue P rofesor de I ngeniera E structural d e l a Universidad d e C alifornia e n B erkeley dur ante e l p erodo d e 1965 a l 1991 , y ha publicado ms de 180 artculos y libros. Sus aportes a la investigacin y al desarrollo le ha n cosechado numerosos p remios, incluyendo su eleccin a la A cademia Nacional de Ingeniera en el ao 1985. En e l a o 1961, el P rofesor W ilson e scribi e l p rimer pr ograma a utomatizado de computadora de anlisis de elementos finitos, y fue quien origin el desarrollo de la serie de programas de computadora CAL, SAP y ETABS. Estos programas s on conocidos por s u pr ecisin y velocidad, y s u empleo de algoritmos numricos muy eficientes y elementos finitos precisos. Durante los ltimos diez aos, Ed Wilson ha trabajado como Consultor Senior de la CSI en la programacin y la documentacin de dichos nuevos mtodos de anlisis estructural computacional. El principal objetivo de este l ibro es resumir el de sarrollo terico de l os el ementos finitos y los mtodos numricos empleados en las ltimas versiones de los programas SAP y ETABS. La mayora de los elementos y mtodos numricos que se usan en estos prog ramas son nuevos, y no se pres entan en libros de texto actuales sobr e el anlisis e structural. Adems, este libro resume l as ec uaciones fundamentales de l a mecnica.

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Se r equieren conocimientos m atemticos m nimos pa ra comprender p lenamente e l material pr esentado e n e ste l ibro. S in e mbargo, e s i mprescindible una c omprensin del c omportamiento f sico de e structuras. N o s e r equieren c onocimientos de programacin de computadoras. Se presenta un nuevo elemento de CSCARA cuadrilateral con grados de libertad de rotacin normales, el cual es preciso para placas finas y gruesas, y cscaras. Por l o tanto, se pueden conectar los elementos de cscara fcilmente a los elementos clsicos de PRTICO. Se puede utilizar el elemento SOLIDO tridimensional para modelar tanto lquidos como slidos. Se pr esenta el an lisis d inmico como una e xtensin lgica de l anlisis es ttico donde s e agregan fuerzas de i nercia y amortiguamiento para satisfacer el equilibrio en cada punto cronolgico. El us o de V ectores D ependientes de C arga R itz ( LDR, por sus si glas en ingls) en un anlisis d inmico produce resultados m ucho ms precisos que el empleo de los autovectores dinmicos exactos. El uso de vectores LDR permite que se extienda el mtodo clsico de superposicin modal al an lisis di nmico no-lineal, utilizando el m todo de A nlisis R pido NoLineal (FNA, por sus siglas en ingls). Este nuevo mtodo de anlisis dinmico nolineal permite que estructuras con un nmero limitado de elementos no-lineales sean analizadas c asi en el mismo t iempo de computacin que lo que se r equiere para un anlisis dinmico de la misma estructura. Este libro es de lectur a ob ligator ia para todo investigador y profesional que trabaja en el campo de la ingeniera estructural moderna.

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Prlogo de la Cuarta EdicinEsta edicin del libro contiene correcciones y adiciones a la edicin de Julio del 2000. A juzgar por los comentarios de los lectores, el libro ha sido muy exitoso desde la publicacin de la p rimera e dicin en 1 998. D e t odas f ormas, t odos l os libros t cnicos tienen existencia limitada y deben ser modificados y expandidos peridicamente. Ha sido agregado el Captulo 23 acerca de la interaccin fluido-estructura de los tipos de cargas d urante t erremotos. E n es te ca pitulo e sta d emostrado q ue el elemento S OLID tridimensional e n S AP2000 pue de ser u tilizado para m odelar f luidos interactuando c on estructuras slidas. El elemento incluye el efecto de compresibilidad exacta y masa de los fluidos. Un Pequeo modulo de cortante es utilizado para estabilizar la malla y para aproximar la viscosidad del fluido. Problemas, tales como la respuesta ssmica de los sistemas de embalse de las presas, puedan ahora ser modelados de forma precisa con el programa S AP2000. P or t anto, la ne cesidad de utilizar p rogramas para ob jetivos especficos p ara es ta clase de problemas ha si do eliminado. A dems, ya n o es requerida la adicin de aproximacin de masa. Esta edicin puede ser utilizada como un libro de referencia bsica por el elemento tecnologa y el mtodo numrico utilizado en SAP2000, ETABS y SAFE. De todos modos estos programas contienen muchas opciones practicas que no son cubiertas en el libro. Algunos ejemplos de estas opciones son carga incremental por construccin, anlisis de pushover, y degradacin de la rigidez de los elementos. Muchos de estos temas est n disponibles en la p agina w eb www.csiberkeley.com o www.edwilson.org. Si usted tiene alguna pregunta terica relacionada con el material presentado en este libro m e puede contactar a t ravs de co rreo electrnico en ed-wilson1@juno.com. Para preguntas relacionadas con el uso de los programas de computadoras por favor contacte a CSI. Edward L. Wilson Agosto 2004

Copia de Cortesia. Compre el Libro Completo en http://www.construaprende.com/csi/recursos/libro-ed-wilson-espanol.html

Prlogo de la Tercera EdicinEsta edicin del libro contiene correcciones y adiciones a la edicin de julio del 2000. L a m ayor pa rte del material nuevo ha sido agregado en respuesta a l as preguntas y comentarios de los usuarios del SAP2000, ETABS, y SAFE. El Captulo 22 ha sido escrito acerca del empleo directo de cargas ssmicas por desplazamiento absolutos que a ctan en la b ase d e la estructura. Varios t ipos nuevos de er rores numricos han s ido identificados para ca rgas de desplazamiento ab soluto. Primero, l a naturaleza f undamental de la ca rga por desplazamiento absoluto es significativamente diferente a la carga por aceleracin en la base empleada tradicionalmente en l a i ngeniera s smica. Segundo, s e requiere u n intervalo de i ntegracin menor para de finir los desplazamientos ssmicos y p ara resolver l as ecu aciones d el equilibrio d inmico. Tercero, s e necesita de un nm ero elevado de modos para que la carga d e d esplazamiento absoluta arroje la misma precisin que la producida cuando una aceleracin en la base es utilizada como carga. Cuarto, la regla del 90 por ciento de la masa, no se aplica para la carga de desplazamiento absoluto. Finalmente el amortiguamiento modal efectivo para cargas por desplazamiento es mayor que cuando se emplea la carga por aceleracin. Para reducir los errores asociados a la carga por desplazamiento, se ha introducido en el cap tulo 13 un m todo de or den superior d e integracin b asado en u na variacin cbica de las cargas con respecto al lapso. Adicionalmente, los factores por participacin esttico y dinmico han sido definidos para permitir al ingeniero estructural m inimizar los errores as ociados c on c argas por desplazamiento. Adicionalmente el captulo 19 de amortiguamiento viscoso ha sido ampliado para ilustrar el efecto fsico del amortiguamiento modal en los resultados del anlisis dinmico. El Apndice H, acerca de la velocidad de las computadoras personales modernas ha sido actualiz