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OPTIMISACION DE CONEXIONES ESTRUCTURALES EN ACERO MEDIANTE

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on 8 December 2014

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Transcript of OPTIMISACION DE CONEXIONES ESTRUCTURALES EN ACERO MEDIANTE

INTRODUCCIÓN.
OBJETIVOS DE LA MEMORIA.
Motivación del tema
¿Cómo se lograra desarrollar dichos objetivos?
CONEXIONES ESTRUCTURALES.
Clasificación
• Grados de rigidez

• Los medios de unión (soldados o apernados)

• Las solicitaciones

INTRODUCCION AL METODO DE ELEMENTOS FINITOS
El método de los elementos finitos (MEF en castellano o FEM en inglés) es un método numérico general para la aproximación de soluciones de ecuaciones diferenciales parciales muy utilizado en diversos problemas de ingeniería y física.


OPTIMISACION DE CONEXIONES ESTRUCTURALES EN ACERO MEDIANTE METODO DE ELEMENTOS FINITOS
Objetivos Generales.
Conocer un método numérico aplicado a la ingeniería, y orientarlo al análisis de conexiones estructurales en acero.
Objetivos
Específicos.
• Definir el método de Elementos Finitos (MEF).

• Señalar que es lo que las normas nacionales vigentes especifican sobre el diseño de conexiones en acero.

• Definir que es una conexión estructural.

• Definir los conceptos fundamentales de modelado por elementos finitos

• Señalar cuales son las ventajas y desventajas comparativas de este método versus los métodos convencionales.

• Crear una serie de hipótesis y análisis tipo, para las conexiones más representativas y utilizadas en la construcción en acero en chile.


Grados de rigidez
• Conexiones simples o de corte
• Conexiones rígidas (FR)
• Conexiones semi rígidas (PR).

Los medios de unión
Conexiones apernadas

Uniones soldadas
Las Solicitaciones o
fuerzas actuantes
Conexiones a cortante directo

Conexiones a momento.


CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE MODELADO POR ELEMENTOS FINITOS
Tipos de elementos
Elementos Planos (2D):


Elementos Cáscara (SHELL)



Elemento sólido (SOLID)



Elementos tipo viga (BEAM)
Procedimiento general del análisis por Elementos finitos, aplicando un software
• Pre proceso o definición
del modelo

• Solución

• Post proceso

Pre proceso o
definición del modelo
• Definir el dominio geométrico del problema.
• Definir los tipos de elementos
• Definir las propiedades de los materiales
• Definir las propiedades geométricas
• Definir las conectividades y realizar la malla del modelo.
• Definir las restricciones del modelo
• Definir las cargas

Solución y Post proceso
Tensión
Desplazamiento
Deformación
¿Qué es lo que se hará en esta tesis?
¿Con que medios se cumplirán
estos objetivos?
Uno de los desafíos para los ingenieros al momento de diseñar estructuras en acero, es concebir conexiones que se comporten tal cual para lo cuales fueron pensadas, es decir absorber cargas, desplazamientos y transmitirlos de la forma adecuada, punto extremadamente importante, ya que esto es lo que define la estabilidad general de la estructura.
Generalmente el proceso de diseño de estructuras, comienza con la construcción de un modelo unidimecional, donde se define la geometría general de la edificación y la de sus miembros estructurales, en este proceso se define el comportamiento de los nudos o nodos que conectan la estructura
En esta tesis se conseguirá optimizar conexiones diseñadas para unir elementos estructurales fabricados en acero, estos se lograra sometiendo a prueba una serie de elementos conectantes viga-viga, columna- viga, columna-columna, columna-cimientos a un análisis mediante un método numérico llamado “método de análisis finito” (MEF).
Los resultados arrojados por este estudio se compararan con los de un análisis tradicional regido por las normativas nacionales e internacionales, lo que sugerirá la optimización de ciertos componentes para aumentar el rendimiento de dichas conexiones.

Para lograr dichos objetivos primero se dará a conocer en que consiste el MEF, sus alcances matemáticos dentro de la ingeniería, y como se aplicara dentro de los objetivos de esta tesis, al mismo tiempo se analizara las normas regentes sobre el diseño para construcciones en acero y diseño de conexiones. Unas ves claro estos puntos se abordaran una serie de conexiones para los casos más comunes, se estudiaran con MEF y análisis convencional, se obtendrán reglas para crear hipótesis correctamente dentro de las recomendaciones hechas para el diseño de conexiones. Los resultados serán procesados y se determinara en cada caso estudiado, donde se podrá aumentar el rendimiento mecánico y optimizar sus componentes.
Conexión (inglés connection) la combinación de elementos estructurales y elementos de unión para 
transmitir  fuerzas  entre  dos  o
  más  miembros  (AISC  360/2010,  traducción  oficial  al  español  por 
ALACERO). 
Junta  (inglés  joint)  el  área  donde  se  unen  dos  o  más  extremos,  superficies  o  bordes,  y  que  incluye 
las planchas, angulares, pernos, remaches y soldaduras empleados.  
Se clasifican en juntas soldadas y juntas empernadas y por nodo (inglés connection assembly, 
node). 
 
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