Metodología aproximada para el análisis de una viga en curva circular usando un elemento recto de parrilla en la cuerda de la curva

• Autores: José Christian Chanchí Golondrino, Evelyn Esperanza Burbano Argoty, Juan Sebastián Delgado Trujillo, María Victoria Gómez Quintero
• Localización: Ingeniería civil, ISSN 0213-8468, Nº 198, 2021, págs. 65-78
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Approximated Methodology for a Circular Curved Beam Analysis Using a Straight Grid Element on the Curve Chord
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• Resumen
  • español

    Las vigas en curva son usadas en diferentes aplicaciones en Ingeniería Civil y Mecánica. El análisis estructural de vigas en curva por métodos actualmente disponibles es complejo. Este artículo propone un método simple para el análisis de una viga en curva circular usan-do un elemento recto de parrilla en la cuerda de la curva. El método propuesto es validado numéricamente para vigas en curva empotra-das en ambos extremos, con ángulos centrales entre 1° y 180° y analizadas con un método convencional elástico para vigas en curva. Un análisis paramétrico de la influencia de las propiedades geométricas y mecánicas de la sección transversal de la viga en curva sobre las re-acciones de la viga fue realizado usando el método convencional elástico. Los resultados muestran que para vigas en curva con ángulos centrales menores o iguales a 60°, las reacciones calculadas con el método propuesto varían entre el 78 % y 100 % de las calculadas con el método convencional elástico. Los resultados también muestran que mientras las reacciones en el método propuesto no son influenciadas por las propiedades geométricas y mecánicas de la sección transversal, las reacciones en el método convencional son influenciadas hasta el 18 % para vigas en curva con factores de rigidez de 0.50-2.0, el cual fue obtenido a partir de las propiedades geométricas y mecánicas de la sección transversal de la viga en curva. El método propuesto puede ser usado como herramienta para el pre-dimensionamiento rápido de vigas en curva debido a que este es de fácil adopción, sus ecuaciones son simples, fáciles de programar y similares a las de vigas rectas.

  • English

    Curved beams are frequently used for different applications in Civil and Mechanical engineering. Structural analysis of curved beam using current available conventional methods is complex. This paper lays out a simple methodology for analyzing a circular curved beam using a straight grid element on the curve chord. The aforementioned method was validated for curved beams with both fixed ends, central angles of 1°-180°, and analyzed by a conventional elastic method for curved beams. A parametric analysis of the influence of the geometrical and mechanical beam cross section properties on the curved beam reactions was undertaken using the conventional elastic method. Results show that for curved beams with central angles equal to or less than 60°, the beam reactions predicted with the proposed method were 78 %-100 % of those predicted with the conventional elastic method. Results also show that while reactions in the proposed method are independent of the geometrical and mechanical beam cross section properties, reactions in the elastic conventional method are dependent up to 18 % for curved beams with stiffness factors of 0.50–2.0, which was obtained from the geometrical and mechanical properties of the curved beam cross section. Thus, the proposed method can be used as a tool for a fast first design approach of curved beams, since it’s easy on the uptake, and its equations are simple, easy to program and similar to those for straight beams.