Métodos numéricos de respuesta inelástica de sistemas estructurales

Abstract

En general, el propósito primordial del cálculo estructural es la determinación de los esfuerzos internos y desplazamientos que ocurren en las estructuras, para diseñarlas de manera que sean capaces de soportarlos satisfactoriamente. Considerando que estos esfuerzos internos se deben a la capacidad que tienen las estructuras para deformarse, es necesario conocer sus parámetros dinámicos y la respuesta que presenta la estructura ante la presencia de una serie de cargas o condiciones especiales. Es por esta razón, que el presente trabajo en un inicio presenta la evaluación de estos parámetros dinámicos de acuerdo con ciertos métodos experimentales (evaluación del amortiguamiento) o al uso de elementos discretos (evaluación de la rigidez). Continúa el trabajo con la presentación de una serie de métodos (numéricos) para el cálculo de la respuesta inelástica de sistemas no lineales. El método expuesto con gran detalle es el de integración "paso a paso", donde la respuesta completa es obtenida mediante sucesivos usos de la velocidad y desplazamientos hallados al término de un intervalo computado como las condiciones iniciales del próximo intervalo; de este modo el proceso puede continuar paso a paso desde el inicio de la carga hasta cualquier tiempo deseado. (El intervalo de tiempo recomendable es: Δt/T < 1/10). Es interesante anotar que en este método se puede trabajar bajo un supuesto básico, el de asumir que la aceleración permanece constante durante el intervalo de tiempo (método de aceleración constante) o que varía linealmente durante éste (método de aceleración lineal). Finalmente, se aplica este método en diferentes estructuras que presentan condiciones especiales.