03/01/2024

📚 Libro: Apuntes del Curso Análisis Estructural I - Gianfranco Ottazzi Pasino

Gianfranco Ottazzi Pasino

APUNTES DEL CURSO ANÁLISIS ESTRCTURAL I [PDF]

Autor: Gianfranco Ottazzi Pasino
Pontificia Universidad Católica del Perú
Facultad de Ciencias e Ingeniería
2014

PRESENTACIÓN

¿Qué se estudia en el curso?
Se estudian los principales métodos para el análisis de estructuras simples, conformadas por el ensamblaje de barras linealmente elásticas. Se hace énfasis en el comportamiento (respuesta) bajo solicitaciones estáticas de este tipo de estructuras.

Los Objetivos del Curso

1. Entender las nociones fundamentales del análisis estructural.
2. Entender el comportamiento (respuesta) bajo solicitaciones estáticas de las estructuras simples de barras linealmente elásticas.
3. Aprender a analizar estructuras de barras por el Método de Rigidez (desplazamientos).
4. Aprender el Método de Cross o de Distribución de Momentos.
5. Aprender el concepto y la construcción de las Uneas de Influencia (Cargas Móviles).
6. Mostrar las bases o. fundamentos sobre los cuales funcionan los programas de análisis automático de estructuras. Sistematización del Método de Rigidez.

CONTENIDO

1. Introducción, Sistemas Estructurales.
2. Principios Fundamentales de Análisis Estructural.
3. Determinación Cinemática de las estructuras. Grados de Libertad.
4. Ecuaciones de Pendiente - Deflexión.
5. Método de Rigidez.
6. Método de Cross.
7. Cargas Móviles. Líneas de Influencia.
8. Sistematización del Método de Rigidez.


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📚 Libro: Análisis Estructural - Oscar M. Gonzáles Cuevas

Oscar M. Gonzáles Cuevas

ANÁLISIS ESTRUCTURAL [PDF]

Autor: Oscar M. Gonzáles Cuevas
Limusa - Noriega Editores

PRESENTACIÓN

Este libro ha sido escrito con el propósito fundamental de ayudar a profesores y alumnos en la enseñanza y el aprendizaje del análisis estructural. Esta disciplina constituye uno de los pilares de la carrera de ingeniería civil y es también importante en algunas otras licenciaturas, como ingeniería mecánica y arquitectura. Su dominio es indispensable para los profesionales que se dedican al diseño de algunas de las obras más espectaculares que construye el ser humano: rascacielos, puentes, presas, plantas industriales, plataformas marítimas, etc.

El análisis estructural es, asimismo, una de las asignaturas que más contribuyen a la formación de los alumnos, a su entrenamiento en el manejo de conceptos abstractos y a la adquisición de habilidades intelectuales requeridas para el ejercicio profesional de la ingeniería. Por estas razones ha ocupado, desde hace mucho tiempo, un lugar destacado en los planes de estudio.

Los métodos básicos del análisis estructural conducen a la formulación de sistemas de ecuaciones simultáneas que, para estructuras de regular tamaño, llegan a ser de grado elevado. Su resolución por métodos manuales consume mucho tiempo. Para solucionar este problema, se desarrollaron métodos numéricos que resultaban menos lentos, pero que seguían siendo laboriosos y propensos a que se cometiesen errores. El método de Cross es un ejemplo típico. Con él advenimiento de las computadoras, la resolución de grandes sistemas de ecuaciones simultáneas dejó de ser un problema, y se regresó a los métodos fundamentales, el de las fuerzas y el de las deformaciones o desplazamientos. Pero estos métodos se replantearon con un enfoque matricial más adecuado a la utilización de computadoras. Distintos libros de análisis estructural utilizan enfoques también diferentes según el desarrollo histórico mencionado.

CONTENIDO

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Estructuras isostáticas

Capítulo 3. Deformaciones

Capítulo 4. Resolución de estructuras indeterminadas por el método de las fuerzas

Capítulo 5. Resolución de estructuras indeterminadas por el método de las deformaciones

Capítulo 6. Método pendiente - deflexión

Capítulo 7. Método de Cross para vigas continuas

Capítulo 8. Método de Cross para marcos sin desplazamiento lateral

Capítulo 9. Método de Cross para marcos con desplazamiento lateral

Capítulo 10. Líneas de influencia de estructuras isostáticas

Capítulo 11. Líneas de influencia de estructuras hiperestáticas


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📚 Libro: Análisis Matricial de Estructuras - Mohamed Mehdi Hadi

Mohamed Mehdi Hadi

ANÁLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS [PDF]

Autor: Mohamed Mehdi Hadi
Universidad Peruana Los Andes

PRESENTACIÓN

La utilidad de las matrices en el análisis de estructuras se basa en que las matrices proporcionan un medio matemático muy cómodo para expresar la teoría.

La solución que expresa la teoría puede obtenerse más fácilmente mediante una secuencia de operaciones matriciales, para las que es totalmente idóneo una computadora. La facilidad del estudio de la teoría de estructuras, según un concepto matricial, hace de el algo muy importante para el ingeniero de estructuras, asimismo, este método matricial reduce los detalles de las operaciones numéricas a un proceso sistemático del manejo de matrices.

Las mayores dificultades que presentan los estudiantes se encuentra en el estudio de la Resistencia de Materiales surgen a resolver los problemas. En estas condiciones resulta conveniente disponer de un texto reducido que contenga el material fundamental de la asignatura.

Esta obra tiene como objetivo ayudar a los estudiantes de esta asignatura en la resolución de los problemas que se presentan. Esto le permitirá asimilar mejor las bases teóricas, comprender el método de resolución de los problemas del tipo dado y adquirir conocimientos suficientes para resolver consiente e independientemente los problemas que se proponen.

De otro lado la ausencia de texto en las condiciones de los problemas permiten aumentar considerablemente el número de esquemas de cálculo y analizar un número suficiente de diversos criterios sin incrementar el volumen del libro.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1. Método de rigidez
2. Método de rigidez directo
3. Método de compatibilidad


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02/01/2024

📚 Libro: Análisis Estructural con Matrices - Alejandro Segundo Vera Lázaro

Alejandro Segundo Vera Lazaro

ANÁLISIS ESTRUCTURAL CON MATRICES [PDF]
Problemas Resueltos

Autor: Alejandro Segundo Vera Lazaro
Primera Edición - 2016
Lima - Perú

PRESENTACIÓN

La presencia de la existencia de las computadoras ha dado un cambio en el estudio de la ingeniería; por esta razón, el libro Análisis estructural con matrices tiene como finalidad desarrollar el denominado «método de la rigidez de cálculo matricial», aplicado a estructuras bidimensionales formadas por barras y vigas, a partir de elementos unidimensionales, desde el más básico como es el elemento resorte. Este mismo esquema puede ser extendido a otras formas de discretizar una estructura o un medio continuo.

De hecho, el método de los elementos finitos es la extensión del método de cálculo matricial, donde se trata con elementos que no son solo barras; sino volúmenes de distintas formas geométricas que modelan un mayor número de problemas mecánicos o físicos.

En todo el desarrollo del método, se aceptan las hipótesis generales en las que normalmente se desarrollan los cursos de la teoría de estructuras, es decir: el comportamiento elástico y lineal del material, así como el estado de pequeños desplazamientos.

El libro pretende que el estudiante pueda plantear las distintas matrices de rigidez para los diferentes elementos estructurales, los analice, los pueda plantear y con el apoyo del software MATLAB pueda resolver los cálculos finales para obtener una respuesta rápida; por este motivo en cada uno de los problemas se anexa el desarrollo en el software MATLAB. En el último capítulo, se proponen dos aplicaciones para tener un acercamiento a la realidad.

CONTENIDO

Capítulo 1. MÉTODO DE LA RIGIDEZ
1.1. HIPÓTESIS
1.2. ASPECTOS GENERALES
1.3. MÉTODO DE LA RIGIDEZ UTILIZANDO UNA COMPUTADORA

Capítulo 2. ANÁLISIS DE RESORTES
2.1. VISIÓN GENERAL
2.2. CONCEPTOS BÁSICOS
2.3. ASOCIACIÓN DE RESORTES

Capítulo 3. PRINCIPIO DE HIPERESTATICIDAD
3.1. GRADOS DE INDETERMINACIÓN
3.2. CLASIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS
3.3. CÁLCULO DEL GRADO DE INDETERMINACIÓN O HIPERESTATICIDAD

Capítulo 4. BARRA 1D
4.1. ANÁLISIS ESTÁTICO LINEAL
4.2. BARRA 1D CON EFECTOS TÉRMICOS

Capítulo 5. BARRA 2D
5.1. TRANSFORMACIÓN
5.2. MATRIZ DE RIGIDEZ EN 2D
5.3. ESFUERZO DEL ELEMENTO

Capítulo 6. TORSIÓN

Capítulo 7. VIGAS
7.1. ELEMENTO VIGA SIMPLE (1D)
7.2. TEORÍA DE LA VIGA ELEMENTAL
7.3. VIGA 2D
7.4. ESTRUCTURAS 2 – D

Capítulo 8. APLICACIONES EN LA INGENIERÍA
- TRABAJO DE APLICACIÓN EN INGENIERÍA: ANÁLISIS MATRICIAL DE UN TRAMO DEL MUELLE DE PIMENTEL, CHICLAYO
- DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN SISTEMA DE PLATAFORMA DE ELEVACIÓN DE AUTOMÓVILES A TRAVÉS DEL MÉTODO MATRICIAL EN UNA PLAYA
DE ESTACIONAMIENTO
- DISEÑO ESTRUCTURAL A TRAVÉS DEL ANÁLISIS MATRICIAL DE UNA TRIBUNA EN LA CANCHA DEPORTIVA EN UNA UNIVERSIDAD
- DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL


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📚 Libro: Análisis Estructural (8va Ed.) - Russell C. Hibbeler

Russell C. Hibbeler

ANÁLISIS ESTRUCTURAL [PDF]

Autor: Russell C. Hibbeler
8va Edición
Editorial Pearson

PRESENTACIÓN

Este libro está divido en tres partes. La primera consta de siete capítulos que abarcan los métodos clásico del análisis de estructuras estáticamente determinadas. El Capítulo 1 presenta los distintos tipos de formas estructurales y cargas. El Capítulo 2 analiza la determinación de fuerzas en los soportes y conexiones de vigas y marcos estáticamente determinados. El análisis de los distintos tipos de armaduras estáticamente determinadas se presenta en el capítulo 3; en tanto que las funciones y los diagramas de cortante y de momento de flexión en vigas y marcos se estudian en el capítulo 4. En el capítulo 5 veremos los sistemas simples de cable y arco, y en el capítulo 6 se estudian las líneas de influencia para vigas, tensores y armaduras. Por último, el capítulo 7 ofrece varias técnicas comunes para el análisis aproximado de estructuras estáticamente indeterminadas.

La segunda parte del libro cubre en 6 capítulos las estructuras estáticamente indeterminadas. En el capítulo 8 se analizan los métodos geométricos para el cálculo de deflexiones. En el capítulo 9 se estudian los métodos de energía para encontrar deflexiones. El capítulo 10 hace un análisis de las estructuras estáticamente indeterminadas mediante el método de la fuerza, además de un estudio de las líneas de influencia para vigas. En el capítulo 11 estudiaremos los métodos de desplazamiento que se componen del método de pendiente - deflexión, y en el capítulo 12 veremos la distribución de momentos. Por último, el capítulo 13 ofrece un panorama de las vigas y marcos de elementos no prismáticos.

La tercera parte del libro trata el análisis matricial de estructuras aplicando el método de la rigidez. Las armaduras se examinan en el capítulo 14, las vigas en el 15 y los marcos en el 16.

CONTENIDO

1. Tipos de estructuras y cargas
2. Análisis de estructuras estáticamente determinadas
3. Análisis de armaduras estáticamente determinadas
4. Cargas internas desarrolladas en elementos estructurales
5. Cables y arcos
6. Líneas de influencia para estructuras estáticamente determinadas
7. Análisis aproximado de estructuras estáticamente indeterminadas
8. Deflexiones
9. Deflexiones empleando métodos de energía
10 Análisis de estructuras estáticamente indeterminadas por el método de la fuerza
11. Método de análisis del desplazamiento: Ecuaciones de pendiente - deflexión
12. Método del análisis del desplazamiento: distribución de momentos
13. Vigas y marcos con elementos no prismáticos
14. Análisis de armaduras utilizando el método de la rigidez
15. Análisis de vigas utilizando el método de la rigidez
16. Análisis de marcos planos utilizando el método de la rigidez


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28/11/2023

📚 Libro: Análisis Estructural - Genner Villarreal Castro

Genner Villarreal Castro

ANÁLISIS ESTRUCTURAL [PDF]

Autor: Dr. Genner Villarreal Castro
Lima - Perú - 2009

PRESENTACIÓN

El Análisis Estructural, es una ciencia que se encarga de la elaboración de métodos de cálculo, para determinar la resistencia, rigidez, estabilidad, durabilidad y seguridad de las estructuras, obteniéndose los valores necesarios para un diseño económico y seguro. Como ciencia, el análisis estructural inició su desarrollo en la primera mitad del siglo XIX, con la activa construcción de puentes, vías ferroviarias, presas y naves industriales. La inexistencia de métodos de cálculo de tal tipo de estructuras, no permitió proyectar estructuras ligeras, económicas y seguras.

En el Análisis Estructural clásico, se analizan solamente sistemas de barras. Esto originó en cierto modo la aparición de nuevos cursos especiales de análisis estructural, donde se analizan otros tipos de sistemas estructurales. Es así, como surgió el “Análisis Estructural de Barcos”, “Análisis Estructural de Aviones”, donde se analizan placas y bóvedas y “Análisis Estructural de Cohetes”, que se orienta al cálculo de bóvedas simétricas. En estos cursos, se utilizan los métodos de la Teoría de Elasticidad, los cuales son más complejos que los métodos clásicos del Análisis Estructural.

En el Análisis Estructural se resuelven estructuras en el plano y en el espacio. Los problemas planos se resuelven en dos dimensiones y los espaciales en tres dimensiones. Generalmente, para el cálculo de estructuras espaciales se tiende a dividir en elementos planos, debido a que su cálculo es mucho más sencillo, pero no en todos los casos es posible dicha metodología. Esto se debe, a que la mayoría de los métodos principales y teoremas están enunciados y modelados para estructuras en el plano. En cambio, para el cálculo de estructuras espaciales, será necesario analizar grandes fórmulas y ecuaciones, lo que dificulta su metodología, pero en la actualidad, con el uso de la informática, esto es más sencillo, siendo muy importante la interpretación de los resultados.

Asimismo, el Análisis Estructural se divide en problemas lineales y no-lineales, distinguiéndose la no-linealidad geométrica y no-linealidad física. La no-linealidad geométrica surge cuando existen grandes desplazamientos y deformaciones de los elementos, lo que es característico en puentes de grandes luces y edificios altos. La no-linealidad física se produce cuando no existe una dependencia proporcional entre los esfuerzos y deformaciones, esto es, cuando se utilizan materiales inelásticos, lo que es característico en todas las construcciones. Cuando los esfuerzos son pequeños, la dependencia no-lineal física se puede reemplazar por una lineal.

También se distinguen los problemas estáticos y dinámicos. En estos últimos, se consideran las propiedades inerciales de las estructuras, expresados a través de derivadas respecto al tiempo. A estos, también, se pueden agregar los problemas relacionados con la viscosidad del material, el escurrimiento o flujo plástico y la resistencia durante el tiempo. De esta manera, existe el Análisis Estructural de sistemas fijos y movibles, que se estudian bajo los lineamientos de la Estabilidad Estructural, Dinámica Estructural y Teoría de Escurrimiento.

Una nueva línea de investigación del Análisis Estructural, es el estudio de sistemas con parámetros casuales, es decir, aquella magnitud que puede ser considerada con determinada probabilidad. El cálculo estructural probabilístico, se estudia en la Teoría de Seguridad y viene a ser parte integrante del Análisis Estructural.

Otra de las líneas de investigación del Análisis Estructural, es la interacción suelo-estructura, analizándose las construcciones con un nuevo enfoque integrador suelo-cimentación-superestructura, lo cual describe el trabajo real de las obras, considerándose al suelo como un semiespacio elástico, lo que influye en la redistribución de esfuerzos por toda la construcción. Esta línea de investigación usa los modelos matemáticos y físicos, teniendo aún un sinnúmero de espectros por resolver, que merecen un trabajo científico serio.

En el Análisis Estructural se calculan armaduras, vigas, pórticos, arcos, losas, placas, bóvedas, cúpulas, cascarones, reservorios, puentes, cables, estructuras sobre bases elásticas e inelásticas, membranas y otros.

CONTENIDO

CAPITULO 1. ARCOS TRIARTICULADOS
1.1. Análisis cinemático 
1.2. Cálculo analítico
1.2.1. Metodología de cálculo
1.2.2. Cálculo de arco sin tirante 
1.2.3. Cálculo de arco con tirante 
1.3. Cálculo ante cargas movibles 
1.3.1. Línea de influencia de las reacciones 
1.3.2. Línea de influencia de las fuerzas internas 

CAPITULO 2. ARMADURAS ISOSTATICAS
2.1. Análisis cinemático
2.2. Determinación de las reacciones en los apoyos 
2.3. Barras nulas 
2.4. Determinación de las fuerzas internas en las barras de la armadura 
2.5. Cálculo analítico de armadura isostática 

CAPITULO 3. METODO DE LAS FUERZAS
3.1. Grado de indeterminación del sistema
3.2. Elección del sistema principal 
3.3. Sistema de ecuaciones canónicas
3.4. Diagramas finales de fuerzas internas
3.5. Comprobación cinemática del diagrama final de momento flector 
3.6. Efecto de la variación de temperatura 
3.7. Efecto de asentamiento o desplazamiento de apoyos 
3.8. Pórticos simétricos 
3.9. Cálculo analítico de pórticos planos

CAPITULO 4. VIGAS CONTINUAS
4.1. Ecuación de los tres momentos
4.2. Método de los momentos focales 
4.3. Determinación de las fuerzas internas y reacciones en los apoyos 
4.4. Determinación de las fuerzas de cálculo 
4.5. Líneas de influencia
4.6. Determinación de las fuerzas internas con ayuda de las líneas de influencia
4.7. Cálculo analítico de viga continua 

CAPITULO 5. ARMADURAS HIPERESTATICAS
5.1. Conceptos fundamentales 
5.2. Cálculo analítico de armadura hiperestática

CAPITULO 6. METODO DE DESPLAZAMIENTOS
6.1. Sistema principal 
6.2. Sistema de ecuaciones 
6.3. Diagrama final de momento flector 
6.4. Diagrama final de fuerza cortante
6.5. Diagrama final de fuerza axial
6.6. Particularidades del cálculo de pórticos simétricos 
6.7. Cálculo de pórtico plano por la forma descompuesta 
6.8. Cálculo de pórtico simétrico por la forma descompuesta
6.9. Cálculo de pórtico plano por la forma canónica
6.10. Cálculo de pórtico simétrico por la forma canónica 

CAPITULO 7. VIGAS SOBRE BASES ELASTICAS
7.1. Dependencias fundamentales 
7.2. Cálculo analítico de viga sobre base elástica 

CAPITULO 8. ESTRUCTURAS DE PAREDES DELGADAS
8.1. Conceptos fundamentales 
8.2. Características geométricas de la sección 
8.3. Fuerzas y desplazamientos 
8.4. Esfuerzos normal y tangencial 
8.5. Condiciones de borde
8.6. Cálculo de viga de pared delgada 

CAPITULO 9. ESTABILIDAD ESTRUCTURAL
9.1. Conceptos fundamentales 
9.2. Estabilidad de barras 
9.3. Suposiciones en el cálculo de estabilidad de pórticos 
9.4. Fórmulas del método de desplazamientos para barras en flexo-compresión 
9.5. Sistema de ecuaciones del método de desplazamientos 
9.6. Ecuación de estabilidad de pórticos 
9.7. Cálculo de estabilidad de pórticos no simétricos 
9.8. Cálculo de estabilidad de pórticos simétricos

CAPITULO 10. DINAMICA ESTRUCTURAL
10.1. Conceptos fundamentales 
10.2. Cálculo dinámico de pórtico plano


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📚 Libro: Análisis Estructural - Genaro Delgado Contreras

Genaro Delgado Contreras

ANÁLISIS ESTRUCTURAL [PDF]
Método Matricial

Autor: Genaro Delgado Contreras
Segunda Edición
Mayo 2013
Lima Perú

PRESENTACIÓN

La presente obra es el resultado de los apuntes del Magister Genaro Delgado Contreras en la cátedra de Resistencia de Materiales en la Facultad de Ingeniería Química Textil de la Universidad Nacional de Ingeniería y el dictado del curso de Análisis Estructural en la escuela de Ingeniería Civil en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Cesar Vallejo de Trujillo.

En los 20 años transcurridos la obra ha servido como fuente de estudio y consulta a los estudiantes de ingeniería civil de todo el Perú, por lo cual agradecemos y nos ha llevado a preparar una nueva edición que permita seguir fomentando la investigación en el área de estructuras.

CONTENIDO

1. Teoría de Pequeñas Deformaciones

2. Método de la doble integración

3. Método del área de momentos

4. Método de la viga conjugada

5. Método de los tres momentos

6. Problemas resueltos

7. Métodos de las deformaciones angulares

8. Métodos de las rigideces

9. Método de la carga unitaria

10. Método de las fuerzas


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