TRABAJO DE ESTRUCTURAS II METODO DE KANI Y DE TAKABEYA
JENIFFER ROJAS COD: 08202005 SILVIA JULIANA SUAREZ COD: 08201033 DORA ISABEL VESGA
COD: 07202007
Trabajo presentado a: Ing. JAVIER RICARDO GOMEZ Ing. Civil
BUCARAMANGA UNIVERSIDAD DE SANTANDER- UDES INGENIERIA CIVIL 2010
INTRODUCCION Este trabajo busca adquirir conocimiento en los métodos de kani y de takabeya, observando sus procedimientos, sus ventajas y desventajas para poder así resolver análisis estructural convencional para edificios de varios pisos bajo cualquier condición de cargas dada, basados en los métodos de aproximaciones sucesivas y distribución de momentos. En cuanto a la definición del Método de Distribución de Momentos o método de Cross podemos decir que es un método de análisis estructural para vigas estáticamente indeterminadas y marcos, desarrollado por Hardy Cross. Fue publicado en 1930 en una revista de la ASCE. El método sólo calcula el efecto de los momentos flectores e ignora los efectos axiales y cortantes, lo cual es suficiente para fines prácticos. Desde 1930 hasta que las computadoras comenzaron a ser ampliamente usadas en el diseño y análisis de estructuras, el método de distribución de momentos fue el más ampliamente usado en la práctica.
METODO DE KANI
Este método está basado en el desarrollado inicialmente por Gaspar Kani quien nació en octubre de 1910 en Frantztal, Serbia, que fue publicado en el idioma español por primera vez en 1968, en inglés en 1957 y en la propuesta mejorada por el Ingeniero Japonés Fukuhei TaKabeya, publicada por primera vez en el idioma español en 1969, siendo su primera edición en Inglés en 1965. También se incluyen algunos conceptos desarrollados por Hardí Croos En todas las publicaciones mencionadas se incluía el análisis para pórticos con nodos desplazables. Estos procedimientos resuelven el sistema de ecuaciones de rotación para una estructura o sistema estructural del tipo fundamentalmente llamado Pórtico Plano, por medio de aproximaciones sucesivas que se corrigen también sucesivamente. Por tanto es importante recordar las hipótesis bajo las cuales se deducen las ecuaciones de rotación como son: a) El material es homogéneo, isótropo y se comporta como lineal elástico, es decir, todo el material es de la misma naturaleza, tiene idénticas propiedades físicas 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 modulo de elasticidad, E, es decir, s = E e (Ley de Hooke), b) El principio de las deformaciones pequeñas que señala 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 pequeños de tal manera que la forma de ella no cambia ni se altera apreciablemente, c) El principio de superposición 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 órden como son: Las deformaciones internas por flexión siempre, mientras que las por fuerza axial y torsión así como la existencia de segmentos rígidos se pueden tomar en cuenta o no. CASO ESTRUCTURA SIN DESPLAZAMIENTO La deducción de las normas básicas para el tratamiento de las estructuras sin desplazamiento relativo de sus extremos es completamente análoga a la vista anteriormente en los métodos de angulos de giro y de flexion y cross; solamente existen ligeros cambios en nomenclatura. De nuevo se considera que el estado final del elemento se alcansa mediante la superposición 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 y
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El método de kani maneja aproximaciones sucesivas y, en consecuencia las respuestas se pueden lograr con la exactitud que se desee mientras las hipótesis fundamentales y los datos básicos lo permitan. La inclusión de los efectos de desplazamiento se hace en forma muy simple. La formulación del procedimiento conduce a una eliminación prácticamente automática de los errores ocasionales. Es muy fácil 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 difícil de aplicar a estructuras con miembros acartelados. Es fundamentalmente un método de distribución de momentos. Tiene facilidad de programación y baja exigencia de memoria de computador.
DESVENTAJAS y
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Su aplicación está limitada a pórticos octogonales y que no incluye los efectos de los acortamientos axiales, que se hacen cada vez mas importantes al incrementar el número de pisos a los niveles corrientes en las torres de nuestros días. Este tipo de método es algo extenso para edificios de muchos pisos por ser método manual.
PROCEDIMIENTO y
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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
METODO DE TACABEYA La esencia del método consiste en encontrar por aproximaciones sucesivas los giros de los nudos y los desplazamientos de los pisos, en lugar de los momentos debido a ello, con lo cual se disminuye considerablemente el número de operaciones. Esto lo hace sumamente útil incluso hoy en día, con el auge de la computación electrónica. Una vez obtenida la convergencia en giros y desplazamientos, se procede a evaluar los momentos definitivos mediante las ecuaciones de ángulos de giro y de flexión. VENTAJAS y
Resulta ser un método sumamente útil y realmente corto para cálculos de edificaciones muy altas.
DESVENTAJAS y
Es un método extenso a comparación de lo usado actualmente.
PROCEDIMIENTO Este método tiene el mismo procedimiento del método de kani con escasas modificaciones. y
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
CONCLUSION -
Como conclusión se puede afirmar que estos métodos son de gran utilidad para cuando no se posea el medio computacional, aunque resultan ser muy extensos y complicados para construcciones de gran amplitud.
