Impacto de la geometría deformada en el análisis estructural de un arco biarticulado
En la ingeniería estructural, se utilizan diferentes métodos de análisis en el análisis elástico lineal de materiales. Estos métodos pueden incluir la influencia de las imperfecciones y los efectos geométricamente no lineales en el comportamiento estructural. Resumamos estos métodos y mostremos cómo impactan en el momento flector de un arco biarticulado.
👉 Análisis lineal (LA):
Asume pequeños desplazamientos y deformaciones, utilizando una geometría perfecta no deformada y relaciones tensión-deformación lineales. Este método es ideal para evaluar el comportamiento elástico en estructuras con deformaciones mínimas, pero no puede capturar grandes deformaciones o efectos de segundo orden. Como resultado, las imperfecciones y los efectos de segundo orden deben incorporarse por separado, normalmente mediante comprobaciones de estabilidad utilizando coeficientes de pandeo.
👉 Análisis lineal de bifurcación (LBA):
Se centra en determinar la carga crítica en la que una estructura puede experimentar pandeo, proporcionando la forma de pandeo sin tener en cuenta las imperfecciones. Sin embargo, los resultados de LBA se pueden usar para definir imperfecciones, que luego se usan en cálculos posteriores de GNIA. Además, LBA se puede aplicar para determinar longitudes críticas para comprobaciones de estabilidad en LA.
👉 Análisis geométricamente no lineal (GNA):
Introduce la no linealidad geométrica. Se pueden considerar imperfecciones globales y verificaciones de estabilidad basadas en longitudes del sistema para pandeo. Sin embargo, en el siguiente ejemplo, se usa el GNA simplificado para determinar los esfuerzos internos en una estructura ideal, geométricamente perfecta, incluyendo solo los efectos de los cambios geométricos bajo carga.
👉 Análisis geométricamente no lineal con imperfecciones (GNIA):
Amplía el GNA incorporando todas las imperfecciones, como desviaciones geométricas, tensiones residuales y variaciones en las condiciones de contorno. Este método proporciona una representación más precisa del comportamiento estructural al considerar tanto la no linealidad geométrica como las imperfecciones. Por lo tanto, no se necesita ninguna verificación de estabilidad individual.
📚 Ejemplo:
El arco biarticulado fue analizado por primera vez por #RFEM de #DlubalSoftware utilizando el análisis lineal (LA), lo que resultó en un momento flector de 140 kNm basado en un modelo ideal geométricamente lineal. Luego, se aplicó GNA, incluidos los efectos de segundo orden, a un modelo geométricamente perfecto, produciendo un momento flector de 200 kNm. A continuación, el Análisis de bifurcación lineal (LBA) identificó el modo de pandeo crítico, lo que ayudó a definir las imperfecciones para GNIA. Finalmente, GNIA, considerando las imperfecciones (con forma de LBA y magnitud de las directrices EC3), condujo a un momento final de 263 kNm, demostrando el notable impacto de las imperfecciones y la no linealidad en el comportamiento estructural.
