Estática, estabilidad y dinámica de mástiles reticulados con aplicación a estructuras arriostradas
El presente trabajo tiene como propósito estudiar el comportamiento de mástiles reticulados con aplicación a estructuras arriostradas, tales como las utilizadas para soportar antenas de comunicaciones. Estos sistemas constan de dos contribuciones estructurales fundamentales, las riostras y el más...
Guardado en:
| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2014
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/3649 |
| Aporte de: |
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Universidad Nacional del Sur |
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Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) |
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Ingeniería estructural Mástiles reticulados Planteo energético Modelos continuos |
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Ingeniería estructural Mástiles reticulados Planteo energético Modelos continuos Guzmán, Alberto Marcelo Estática, estabilidad y dinámica de mástiles reticulados con aplicación a estructuras arriostradas |
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Ingeniería estructural Mástiles reticulados Planteo energético Modelos continuos |
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El presente trabajo tiene como propósito estudiar el comportamiento de mástiles reticulados
con aplicación a estructuras arriostradas, tales como las utilizadas para soportar antenas
de comunicaciones. Estos sistemas constan de dos contribuciones estructurales fundamentales,
las riostras y el mástil. En lo que a las riostras se refiere, se estudian distintas
formulaciones analíticas para su modelación, considerando las características de inextensibilidad
y extensibilidad. Se analiza además, cómo incide en la respuesta de la riostra
la variación de la pretensión inicial, así como también, los distintos grados de inclinación
que pudiera presentar la misma. De las evaluaciones numéricas realizadas, se observa que
estando la riostra suficientemente tensa, el modelo parábolico extensible es capaz de representar
adecuadamente la respuesta, y al mismo tiempo, esta pretensión permite admitir un
análisis linealizado, pudiéndose obtener la rigidez axial, así como también, las expresiones
conducentes a las frecuencias naturales en y fuera del plano de la riostra. Seguidamente,
a partir de un estudio paramétrico vía elementos finitos, se evalúa la respuesta dinámica
de un mástil reticulado arriostrado sujeto a la acción de distintos registros s´rsmicos seleccionados.
De las historias temporales para las respuestas consideradas, se puede establecer,
como es de esperar, que a mayor amortiguamiento estructural del sistema, las respuestas
disminuyen, y que modificaciones en la rigidez flexional del mástil y en los niveles de pretensión de las riostras, pueden conducir a fuertes demandas en dichas respuestas debido a
una posible amplificación dinámica, en donde las características propias de cada registro
sísmico tendrían una marcada influencia. Ante ello, en zonas con elevado riesgo sísmico
la continuidad operativa de las comunicaciones podría afectarse debido a la sensibilidad
sísmica del sistema mástil-riostras. Mediante un planteo energético se desarrolla un modelo
continuo para la representación de un mástil reticulado en zig-zag, de sección transversal
triangular y equilátera, constituida por tres largueros continuos unidos entre sí mediante
diagonales articuladas en sus extremos. Como resultado de ello, se encuentran las ecuaciones
diferenciales y las condiciones de borde que gobiernan el movimiento del reticulado,
quedando incorporadas en las mismas, la flexibilidad por corte debido al alma reticulada,
efectos de 2do orden debido a las cargas de punta, y aportes inerciales y de rigidez de los
largueros. Basado en este último desarrollo, se fundamenta física y matemáticamente la obtención de un nuevo modelo continuo pero simplificado, en el que los corrimientos de cada
larguero son referidos al eje baricéntrico de la sección transversal, permitiendo así abordar
de manera más simple la solución del sistema diferencial. Al mismo tiempo y avanzando
hacia una mayor simplificación, a partir de la formulación desarrollada se determinan las
propiedades equivalentes necesarias para la representación del mástil como viga-columna,
así como también, expresiones prácticas para la obtención directa de las cargas críticas de
pandeo. Por último, se aborda la solución de la elástica, vibraciones naturales y estabilidad
de un mástil reticulado arriostrado, en donde las riostras son consideradas como resortes
elásticos, quedando incorporado el aporte de las mismas en las condiciones de borde del
problema. Los resultados numéricos obtenidos implementando los modelos continuos y
expresiones prácticas desarrolladas, indicaron un excelente desempeño. |
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Rosales, Marta B. |
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Rosales, Marta B. Guzmán, Alberto Marcelo |
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