Viga libre-libre apoyada sobre una base elástica sin tensión sometida a carga puntual
Autores: Musa, Abubakr E. S.; Al-Shugaa, Madyan A.; Al-Fakih, Amin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Viga libre-libre apoyada sobre una base elástica sin tensión sometida a carga puntual
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Viga libre-libre
Análisis de flexión
Método de Ritz
Cimentación sin tensión
Reacción del terreno
Deflexión negativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
A pesar de la popularidad de una viga completamente libre apoyada en una cimentación sin tensión en la industria de la construcción, las soluciones existentes para el análisis de flexión están limitadas a ciertos tipos de cargas (principalmente cargas puntuales y distribuidas uniformemente); estas también son bastante complejas para que los ingenieros en ejercicio las manejen. Para superar la complejidad asociada, en este estudio se desarrolla un procedimiento iterativo simple que utiliza el método de Ritz para el análisis de flexión de una viga libre en una cimentación sin tensión sometida a una carga parche. La formulación del método de Ritz se presenta primero con polinomios que se utilizan para aproximar la deflexión de la viga con constantes desconocidas que se determinan mediante la minimización de la energía potencial. Para tener en cuenta la acción sin tensión, la reacción del terreno se establece en cero cuando la deflexión es negativa. La zona de reacción del terreno distinta de cero se define donde los coeficientes y deben determinarse de forma iterativa. Se presenta un ejemplo numérico para ilustrar la aplicabilidad del procedimiento propuesto para problemas simétricos y asimétricos. Los resultados obtenidos muestran una alta deflexión negativa, lo que demuestra la ocurrencia de separación entre la viga y la cimentación de tensión de soporte. Esta ubicación de deflexión negativa se llama zona elevada, mientras que el punto que separa entre la deflexión negativa y positiva se llama punto de despegue. Luego se realiza un estudio paramétrico para estudiar el efecto de la cantidad de carga, la rigidez de la viga y la reacción del terreno en la longitud de la zona elevada. Los resultados del estudio paramétrico indican que para la misma relación de módulo de rigidez de la viga a reacción del terreno (), el punto de despegue permanece igual y las vigas con menor rigidez o cargas más altas se desvían más.
Descripción
A pesar de la popularidad de una viga completamente libre apoyada en una cimentación sin tensión en la industria de la construcción, las soluciones existentes para el análisis de flexión están limitadas a ciertos tipos de cargas (principalmente cargas puntuales y distribuidas uniformemente); estas también son bastante complejas para que los ingenieros en ejercicio las manejen. Para superar la complejidad asociada, en este estudio se desarrolla un procedimiento iterativo simple que utiliza el método de Ritz para el análisis de flexión de una viga libre en una cimentación sin tensión sometida a una carga parche. La formulación del método de Ritz se presenta primero con polinomios que se utilizan para aproximar la deflexión de la viga con constantes desconocidas que se determinan mediante la minimización de la energía potencial. Para tener en cuenta la acción sin tensión, la reacción del terreno se establece en cero cuando la deflexión es negativa. La zona de reacción del terreno distinta de cero se define donde los coeficientes y deben determinarse de forma iterativa. Se presenta un ejemplo numérico para ilustrar la aplicabilidad del procedimiento propuesto para problemas simétricos y asimétricos. Los resultados obtenidos muestran una alta deflexión negativa, lo que demuestra la ocurrencia de separación entre la viga y la cimentación de tensión de soporte. Esta ubicación de deflexión negativa se llama zona elevada, mientras que el punto que separa entre la deflexión negativa y positiva se llama punto de despegue. Luego se realiza un estudio paramétrico para estudiar el efecto de la cantidad de carga, la rigidez de la viga y la reacción del terreno en la longitud de la zona elevada. Los resultados del estudio paramétrico indican que para la misma relación de módulo de rigidez de la viga a reacción del terreno (), el punto de despegue permanece igual y las vigas con menor rigidez o cargas más altas se desvían más.