Metodo de Kani Final

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estructuras

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MECNICA DE SUELOS Y ROCAS

REA CURRICULAR:

ANALISIS ESTRUCTURAL I

INFORME METODO DE KANI

ELABORADO POR LOS ALUMNOS:CONDOR TAPIA JOS FERNANDOGALINDO ROJAS SET BELSASARQUISPE SANDOVAL JORGE EDILBERTOSAAVEDRA VELA IRWIN PALVIDAURRE VALDERA JOS DANIEL

DOCENTE ENCARGADO DEL CURSOIng. MARIN BARDALES NOE HUMBERTO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

CICLO V

Fecha de entrega: 02 DE JULIO DEL 2015PIMENTEL - PER

CONTENIDO

INTRODUCCION3METODO DE KANI4CASO ESTRUCTURA SIN DESPLAZAMIENTO6VENTAJAS6DESVENTAJAS6PROCEDIMIENTO7ESTRUCTURA CON DESPLAZAMIENTO:7ESTRUCTURA SIN DESPLZAMIENTO:7PASO A PASO PARA DESARROLLAR PORTICOS POR EL METODO DE KANI EN ESTRUCTURAS SIN DESPLAZAMIENTO.8PASO A PASO PARA DESARROLLAR PORTICOS POR EL METODO DE KANI EN ESTRUCTURAS CON DESPLAZAMIENTO9COLUMNAS QUE PERTENECEN A MS DE UN PISO9MTODO DE GASPAR KANI EN LA RESOLUCIN DE VIGAS HIPERESTTICAS DE N CLAROS10EJEMPLO N 111EJEMPLO N 0216

INTRODUCCION

Este trabajo busca adquirir conocimiento en los mtodos de kani, observando sus procedimientos, sus ventajas y desventajas para poder as resolver anlisis estructural convencional para edificios de varios pisos bajo cualquier condicin de cargas dada, basados en los mtodos de aproximaciones sucesivas y distribucin de momentos.

El mtodo esta basado en el mtodo de las aproximaciones sucesivas y en la distribucin de momentos para expresar el efecto de las rotaciones y desplazamientos nodales

METODO DE KANI

Este mtodo est basado en el desarrollado inicialmente por Gaspar Kani quien naci en octubre de 1910 en Frantztal, Serbia, que fue publicado en el idioma espaol por primera vez en 1968, en ingls en 1957 y en la propuesta mejorada por el Ingeniero Japons Fukuhei TaKabeya, publicada por primera vez en el idioma espaol en 1969, siendo su primera edicin en Ingls en 1965. Tambin se incluyen algunos conceptos desarrollados por Hard Croos En todas las publicaciones mencionadas se inclua el anlisis para prticos con nodos desplazables.

Estos procedimientos resuelven el sistema de ecuaciones de rotacin para una estructura o sistema estructural del tipo fundamentalmente llamado Prtico Plano, por medio de aproximaciones sucesivas que se corrigen tambin sucesivamente. Por tanto es importante recordar las hiptesis bajo las cuales se deducen las ecuaciones de rotacin como son:

a) El material es homogneo, istropo y se comporta como lineal elstico, es decir, todo el material es de la misma naturaleza, tiene idnticas propiedades fsicas en todas las direcciones y las deformaciones, e , que sufre son directamente proporcionales a los esfuerzos, s , que resiste y el factor de proporcionalidad se llama mdulo de elasticidad, E, es decir, s = E e (Ley de Hooke).

b) El principio de las deformaciones pequeas que seala que una vez cargada la estructura las deformaciones o desplazamientos lineales y angulares de las juntas o nodos y de cada uno de los puntos de sus miembros son bastantes pequeos de tal manera que la forma de ella no cambia ni se altera apreciablemente.

c) El principio de superposicin de efectos que supone los desplazamientos y fuerzas internas totales o finales de la estructura sometida a un conjunto o sistema de cargas se pueden encontrar por la suma de los efectos de cada una de las cargas consideradas aisladamente.

d) Solo se pueden tomar en cuenta los efectos de primer orden como son: Las deformaciones internas por flexin siempre, mientras que las por fuerza axial y torsin as como la existencia de segmentos rgidos se pueden tomar en cuenta o no.

El enfoque de kani est basado en el mtodo de las aproximaciones sucesivas y en la distribucin de momentos para expresar el efecto de las rotaciones y desplazamientos nodales. El mtodo iterativo de anlisis de estructuras desarrollado por G. Kani, viene a ser extremadamente satisfactorio para el anlisis de cualquier estructura convencional para edificios de varios pisos bajo cualquier condicin de cargas dadas. Kani propuso extender este mtodo a las estructuras con columnas continuas a travs de varios pisos con solo ligeras modificaciones.

Los enfoques de Cross y Kani (1930) basados en los mtodos de las aproximaciones sucesivas y la distribucin de momentos descartan las complejas relaciones matemticas y por el contrario se apoyan en simplicidades aritmticas.

Es errneo suponer que un mtodo de aproximaciones sucesivas sea un mtodo aproximado. Esencialmente un mtodo aproximado, es aquel que proporciona como su nombre lo indica, valores aproximados, mientras que los mtodos de aproximaciones sucesivas arrojan resultados con la precisin deseada por el calculista

El enfoque del anlisis estructural con la aplicacin de matrices tuvo las ms grandes contribuciones de 4 protagonistas: Collar, Duncan, Argyris y Turner. Entre 1934 y 1938 los dos primeros publicaron artculos con la representacin y terminologa para los sistemas materiales que son utilizados hoy en da. En el ao 1930 Collar y Duncan formularon la aeroelasticidad discreta en forma matricial. Los primeros dos artculos y el primer libro sobre el tpico apareci en el mundo estructural entre 1934 y 1938. El segundo avance que se realiz en el anlisis estructural matricial apareci en los aos 1954 y 1955 cuando el profesor Argyris sistematiz una unificacin formal de los Mtodos de las Fuerzas y de los Desplazamientos utilizando los teoremas de energa dual. Este trabajo sistematiz el concepto de ensamblaje del sistema de ecuaciones estructurales a partir de sus componentes elementales M. Turner propuso en el ao 1959 el Mtodo Directo de las Rigideces para el Anlisis Estructural, y logr los cambios ms dramticos: un mtodo bastante general y muy eficiente de la implementacin computacional del entonces incipiente, Mtodo de los Elementos Finitos. La teora de la elasticidad es una teora que ha estado disponible para todos los diferentes enfoques requeridos del anlisis estructural, pero requiere de un conocimiento relativamente avanzado en el rea de las matemticas.

El enfoque neuronal del mtodo de kani es tolerante a fallas, por ser correctivo, esto permite calificar como un mtodo con eliminacin automtica de errores a medida que la red aprende. La comprobacin de los resultados que se obtienen despus de realizar los productos y sumas de unos pocos valores puede hacerse con finalidad extrema en cualquier elemento de procesamiento o nodo y en cualquier capa de neuronas, sin que para ello se requiera de servicios de expertos en ingeniera estructural.

El mtodo de Kani es un mtodo iterativo para dar solucin a un sistema hecho por trabes y columnas (en dos dimensiones). Los parmetros de entrada son las propiedades geomtricas de los elementos (rea, momento de inercia, longitud) propiedad mecnicas y las convexiones con los elementos y apoyos.

Los resultados del mtodo son los elementos internos (momentos, fuerzas cortantes y axiales) con ellos podemos disear las estructuras a base de marcos rgidos.

La determinacin del desplazamiento lateral de un piso por el mtodo de Kani requiere efectuar iteraciones para cada columna. Este mtodo tambin se puede aplicar al anlisis con estructuracin irregular, acoplado a muros, ya sean vigas o columnas.

CASO ESTRUCTURA SIN DESPLAZAMIENTO

La deduccin de las normas bsicas para el tratamiento de las estructuras sin desplazamiento relativo de sus extremos es completamente anloga a la vista anteriormente en los mtodos de ngulos de giro y de flexin y Cross; solamente existen ligeros cambios en nomenclatura.De nuevo se considera que el estado final del elemento se alcanza mediante la superposicin de 3 efectos: el de las cargas considerando empotramiento en los nudos, el efecto del giro en el nudo (i) y el efecto del giro en el punto (j).VENTAJAS

El mtodo de kani maneja aproximaciones sucesivas y, en consecuencia las respuestas se pueden lograr con la exactitud que se desee mientras las hiptesis fundamentales y los datos bsicos lo permitan. La inclusin de los efectos de desplazamiento se hace en forma muy simple. La formulacin del procedimiento conduce a una eliminacin prcticamente automtica de los errores ocasionales. Es muy fcil verificar en cualquier nudo la verdad de los resultados. Los cambios eventuales de cargas o dimensiones en cualquier elemento se pueden tener en cuenta con muy poco esfuerzo adicional. No es difcil de aplicar a estructuras con miembros acartelados. Es fundamentalmente un mtodo de distribucin de momentos. Tiene facilidad de programacin y baja exigencia de memoria de computador.

DESVENTAJAS

Su aplicacin est limitada a prticos octogonales y que no incluye los efectos de los acortamientos axiales, que se hacen cada vez mas importantes al incrementar el nmero de pisos a los niveles corrientes en las torres de nuestros das. Este tipo de mtodo es algo extenso para edificios de muchos pisos por ser mtodo manual.

PROCEDIMIENTO

ESTRUCTURA CON DESPLAZAMIENTO:

Se calcula la rigidez Se calcula el coeficiente de giro Se calcula el coeficiente de desplazamiento Momento de empotramiento Momentos de pisos y momentos finales

ESTRUCTURA SIN DESPLZAMIENTO:

Calcular la rigidez Calcular coeficiente de giro Momento de empotramiento

Estos procedimientosresuelvenelsistema de ecuaciones de rotacin para una estructura osistemaestructuraldel tipo fundamentalmente llamadoPrtico Plano, por medio deaproximaciones sucesivas que se corrigentambinsucesivamente.Por tanto es importante recordar lashiptesisbajo las cuales se deducen las ecuaciones de rotacin

En esta metodologa se seala un procedimiento para tomar en cuenta si se desea alguna de las tres o todas las consideraciones siguientes: l