Modelado de Sistemas Estructurales.

Sistemas Estructurales IIA15. FADULA

Lp. Sem U15. FADULA. Depto Tecnología de la ConstrucciónClase 04

ModeladoPor qué necesitamos el Modelado en SS.EE?

•Análisis: Para conocer como una estructura se comportará en términos de tomar decisiones•Predición: Conocer las consecuencias de nuestras decisiones.

Nos interesa el Comportamiento mecánico, en termino de Formas

Mecánicas

¿Qué es el Modelado Estructural?

Uno puede distinguir :Modelos Físico/ExperimentalModelo Matemático.Modelos Físicos

Una representación tangible de una estructura, algunas veces a escala natural con escala de tiempo, mas frecuentemente con escalas reducidas espaciales y de tiempo

¿Qué es el Modelado Estructural?

Modelos MatemáticosUna representación intangible de una estructura, algunas veces en forma analítica, mas frecuentemente en forma computacional

Uno puede distinguir :Modelos Físico/ExperimentalModelo Matemático.

• Se usa el Reduccionismo.• La Escala juega un papel muy importante en las

decisiones del Modelado• Las propiedades y las interacciones entre las

partes constituyentes varian a diferentes escalas• Algo importante: Objetivos de Modelado P.E. Que tan preciso deseamos la prediccion de desplazamientos de la columna central del 3er piso de un edificio?

Comportamiento macroscópico coherente

¿Qué es el Modelado Estructural?

Modelos Estructurales

Aspectos a ser considerados en la Idealización:GeometríaCinemáticaRelaciones Constitutivas (relación esfuerzo/deformación)Cargas, condiciones de borde

¿Será un buen modelo matemático?¿Qué constituye un buen modelo matemático?

Idealización matemática

Idealizacion.Existe como una imagen mental o no real, imaginaria solamente

Idealizaciones.

Geometría ¿Qué tipo de idealizaciones ve? ¿Cuáles son razonables? ¿Que tipo de incertidumbres

están asociadas?

Idealizaciones.

Geometría

Idealizaciones.

Geometría

Idealizaciones.Geometría

Tipos de Modelos Estructurales

1. Componentes -columnas, vigas, juntas, etc…

2. Subensamblajes -viga-columna-losa cruciforme

3. Subestructura -Pórticos, Techos, fundaciones, etc…

4. Estructuras -Edificios, puentes, estructuras espaciales

Tipos de Modelos Estructurales

Idealizaciones.Material

¿Dónde medimos E?

¿Cuál es el mas preciso?

Idealizaciones.Material

Pendiente= ‘Módulo de Young “E”

sE

e

Suponemos que el Material es: Elástico lineal, Homogéneo, Isotrópico

Idealizaciones.Material

Strain

Str

ess

¿Qué sucede si nuestro material es Inelástico??

Idealizaciones.Cinemática

Suposiciones en SEI:Los desplazamientos y deformaciones eran muy pequeñas.Las deformaciones de la estructura deformada es tan pequeña que puede despreciarse

Idealizaciones.Cinemática Apoyos y

Conexiones

Idealizacion Simbólica Correspondiente

Idealizaciones.Cinemática Apoyos y

Conexones

Incógnitas y Variables conocidas

Idealizaciones.Cinemática Apoyos y

Conexiones

1 Estática2 Cinemática

1 Estática2 Cinemática

1 Estática2 Cinemática

Idealizaciones.Cinemática Apoyos y

Conexiones

1 Estática2 Cinemática

1 Estática2 Cinemática

1 Estática2 Cinemática

3 Estática0 Cinemática

ModeladoRedundancia y Grados de Libertad

¿Que nota en la columna de Incógnita?

Cada condición de apoyo y conexión implica información estática o cinemática, algo qué conocemos o no acerca de las fuerzas o desplazamientos.

Un desplazamiento conocido implica una fuerza desconocida

grados de libertad = incógnitas cinemáticas = indeterminación cinemática

indeterminación =estática= incógnitas estáticas - # ecuaciones de equilibrio

ModeladoRedundancia y Grados de Libertad

Idealización

Idealización Simbólica Correspondiente

¿Qué es conocido? ¿Incógnita?

Idealizaciones.Cargas

1 Estática2 Cinemática

1 Estática2 Cinemática

Las cargas que una estructura soportará durante su vida útil, tal vez no sean conocidas

¿Preguntas?

Tarea

Organizar y Planificar Práctica de Laboratorio para Determinar los Esfuerzos de Tracción y Compresión de los materiales de los Modelos Físicos a Escala que se construirán en el Semestre.1.- Selección de Materiales (arcilla, concreto, madera, balsa.2.- Definición del programa de ensayos. (Tracción y Compresión).3.- Definición de las probetas de ensayo.4.- Planificación (incluye calendario, actividades, tareas, recursos, etc) de las Prácticas.