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2019-02-28

Análisis de fuerzas de curvatura y de contacto inducidas por la temperatura en una viga de vano simple

¿Por qué no obtengo tensiones en la parte superior o inferior de una barra con una carga de temperatura (calentamiento por la parte superior) si la barra no tiene apoyo elástico? O más específicamente, ¿por qué la barra curvada hacia arriba (debido al calentamiento en el lado superior) tiene una tensión de tracción en el lado inferior si la barra tiene un apoyo elástico? Esto debería ser una tensión de compresión en el lado inferior.


Respuesta:

El tema se puede ilustrar fácilmente en una viga de vano simple. Para ello, se describen tres sistemas estructurales a continuación. Estos modelos se han documentado en el archivo adjunto.

Sistema 1

Statisch bestimmtes System (keine Bettung), dT = 80 ° auf der Oberseite

La barra se curva hacia arriba, pero en sí misma está libre de estrés.

Sistema 2a

Como el sistema 1, pero con un apoyo elástico en barra. El apoyo elástico en barra se introduce sin un fallo posible (no linealidad).

Wenn man sich für das System 2a die Spannungen sigma_x des Stabes darstellen lässt, erhält man auf der Staboberseite Druck und auf der Stabunterseite Zug (siehe Bild 01).

Durch die Krümmung des Stabes und die vorhandene Stabbettung wird eine Kontaktkraft p-z hervorgerufen, welche die Krümmung des Stabes nach oben behindern soll (siehe Bild 02).

Diese Kontaktkräfte p-z (Bild 02) werden durch die Krümmung des Stabes aufgrund der Temperatur und der angesetzten Stabbettung verursacht. Die dargestellten Kontaktkräfte können durch eine der Krümmung entgegengesetzte Stablast ersetzt werden. Esto se muestra en el sistema 2b en el archivo de ejemplo.

Sistema 2b

Se suprime el apoyo elástico en barra y se introduce una carga variable en la barra en la dirección Z.

Beim Vergleich der Ergebnisse (z. B. die Verformungen u-z) an den beiden Systemen 2a und 2b erhält man gleichwertige Ergebnisse (siehe Bild 03).

Es más, también puede mostrar las tensiones sigma_x para ambos sistemas 2a y 2b. Diese sind ebenfalls gleichwertig (siehe Bild 04).

System 3

El sistema 3 sólo debe documentar las tensiones debidas a la diferencia de temperatura en un sistema determinado estáticamente (sin cimentación).

Die im Beispiel "Einfeldträger" dokumentierten Ergebnisse lassen sich auch auf elastisch gebettete Flächen übertragen.


Autor

El Sr. Kieloch proporciona soporte técnico a nuestros clientes y es responsable del desarrollo en el área de estructuras de hormigón armado.

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