Modelo de elementos finitos para el cáculo de arcos. Validación en estructuras agroindustriales de acero

• Autores: Jesús Antonio López Perales
• Directores de la Tesis: Miguel Angel Garcimartín Molina (dir. tes.), Luis López García (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2004
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: J. R. Marcet Roig (presid.), Jesús Montero Martínez (secret.), Juan José López Cela (voc.), Carlos Manuel Ferrer Gisbert (voc.), Elvira Sánchez Espinosa (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RUIdeRA
• Resumen

  • En el mundo de la ingeniería, desde siempre ha habido una gran atracción por la forma del arco y su fenómeno resistente. Su aparente sencillez y la pureza de la línea que configura su forma encierra una estructura que se adapta perfectamente para resistir cargar y vencer grandes luces. Al analizar los métodos de cálculo, el estudio se inicia con el método de los desplazamientos, que resuelve la cuestión con una perspectiva pedagógica, al seguir las deformaciones el desarrollo del fenómeno físico correspondiente, a diferencia de los métodos englobados bajo el nombre de energéticos, que hacen intervenir entidades no tangibles que permiten directamente a las expresiones fundamentales de la flexión, compresión y cortadura. Especial hincapié se ha realizado en el estudio de los arcos mediante el MEF. Se desarrolla un modelo, denominado elemento de pórtico plano, en el que previamente se realiza una descretización del arco en elementos rectos. El elemento de pórtico plano se ha determinado siguiendo los modelos de Timoshenko y de Enter-Bernoulli, obteniéndose todas las expresiones que se resumen en la matriz de rigidez completa del elemento. Por último se analiza el pandeo de estas estructuras, comenzando por estudios empíricos para arcos concretos y continuando con la generalización y estudio del pandeo global mediante autovalores, obteniendose la matriz de rigidez geométrica del arcod. Además se introduce la base matemática para analizar el pandeo no lienal de los arcos. Todo este análisis teórico se ha plasmado en la realización de aplicaciones informáticas para el estudio de arcos biarticulados y biempotrados, de directriz parabólica o circular, realizada en la hoja de cálculo Microsoft Excel, con el deseo de que pueda ejecutarse sin restricciones en la mayor parte de los ordenadores personales. También se ha obtenido la carga crítica de pandeo para arcos con luces de 20 a 40 m y rebajamientos comp