PRACTICA DE ELEMENTOS FINITOS MAESTRIA EN ESTRUCTURAS (TARIJA) Ponderación: 40% de la Nota Fecha de Entrega: lunes 13 de agosto en la ciudad de La Paz. No se aceptara ningún tipo de postergación el incumplimiento de este fecha generara descuentos en la nota del 20% por día de retraso. Grupos: De máximo tres personas. correo
[email protected] hasta hasta el día 5 agosto. Pasado Consultas: Al correo
[email protected] este plazo no se responderán las consultas.
NORMA PARA PRESENTACION DEL TRABAJO PRÁCTICO Los Informes en formato digital correspondientes a los trabajos prácticos de la asignatura de Elementos Finitos, se entregaran en un DVD; el alumno está en la responsabilidad de verificar que los archivos copiados en el DVD no presenten problemas de escritura y puedan ser revisados por el catedrático sin ningún problema, dentro del mismo estará estará un único archivo en formato PDF del informe y los archivos de gid y sap cada ejercicio en una carpeta diferente, La estructura del informe será la siguiente: 1. CARATULA: En la caratula se tendrá la siguiente información: Título del Trabajo • Autores del Trabajo • Asignatura • 2. INDICE 3. RESUMEN DE CADA EJERCICIO: En el resumen se explicara brevemente (un párrafo máximo 100 palabras) en que consiste el ejercicio, destacando los aspectos más relevantes. 4. PLANTEAMIENTO Y RESOLUCION: En este apartado se presentara el planteamiento del problema y la explicación de los métodos utilizados, resaltando sus características desde el punto de vista teórico como de modelación. Si es necesario también justificar el método de solución escogido. 5. PRESENTACION DE RESULTADOS: En este apartado se presentan y comentan las comparaciones y los resultados obtenidos, el alumno deberá comparar los resultados eligiendo parámetros de comparación como desplazamientos o tensiones en los nudos u otro que crea conveniente apoyándose de gráficos o tablas. 6. CONCLUSIONES: Las conclusiones deberán ser claras y concisas. 7. ANEXOS
El incumplimiento de este formato generara el descuento del 50% del total obtenido en la práctica.
Ejercicio 1: Barra de sección variable sometida a su peso propio. Analizar la barra se sección variable de la figura siguiente sometida a su peso propio. Considerar tres mallas: • Malla elementos barras de dos nudos(calculo manual) • Malla con elementos finitos triangulares de tres nudos.(por programa) Malla de elementos finitos rectangulares de 4 nudos.(por programa) • Obtener la elemento.
solución del sistema y comparar los desplazamientos en el extremo de
Ejercicio 2: Presa de gravedad. El detalle de la siguiente figura forma parte del proyecto del Complejo “Los Caracoles y Punta Negra” de la provincia de San Juan (Argentina). Se trata de una presa de gravedad cuyos materiales componentes son: suelos lacustres propios de la zona, suelos aluvionales, y roca producto de excavaciones; todos ellos suelos gruesos y con curvas granulométricas “alargadas” lo que implica variedad de tamaños. En este tipo de presas, es imprescindible estudiar el estado tensional bajo peso propio con la mayor precisión posible, ya que las tensiones inducidas por el peso propio equilibran las producidas por la presión hidrostática. Se ha tratado de representar el perfil lo más cercano posible a la realidad, teniendo en cuenta que aguas abajo de la presa se construirá un camino. Se pide analizar el estado tensional en la presa bajo la hipótesis de deformación plana, utilizando elementos triangulares de 6 nodos.
Material3B E=6E+3 t/m2 ν=0.25 γ=
2.30 t /m3
Material 3La y Material 3Lb E=4E+3
t/m2
ν=0.30 γ=
2.30 t /m3
Ejercicio 3: Viga pared de dos tramos. La estructura de la figura representa una viga pared de hormigón armado con dos agujeros apoyada sobre tres columnas. La columna central sufre un desplazamiento debido a un descenso en la cimentación causado por una filtración en unas tuberías cercanas a la misma. Analizar la distribución de tensiones que produce el descenso de la columna central. Suponer la hipótesis de tensión plana. Utilizando para el análisis elementos triangulares de tres nodos.
DATOS E=3E10 N/m2 υ=0.20 t=0.20 m (para vigas y columnas) Estudiar y justificar adecuadamente como se podrá simular el descenso de la columna central y adoptar los valores de manera coherente para la simulación.
Ejercicio4:Túnel La estructura de la figura representa la sección transversal de un túnel de hormigón armado, utilizado en la industria aceitera para el transporte de girasol, desde un silo de almacenamiento hasta el sector de procesamiento. Analizar el estado tensional de dicha sección transversal del túnel, considerando que la losa de fondo está apoyada elásticamente en el suelo. Suponer la hipótesis de deformación plana. Utilizar elementos triangulares de tres nodos.
DATOS E=3E10 N/m2 υ=0.20 t=0.20 m (Túnel de Hormigón Armado) Coeficiente de Balasto 3000 T/m3 Justificar adecuadamente como se trasmitirá la carga sobre la clave del túnel.
Ejercicio5:
Estructura
de
protección
de
una
tubería
Analizar el estado tensional en la estructura de la siguiente figura. Considerar mallas de elementos triangulares de tres nodos, y mallas de elementos cuadriláteros de cuatro nodos progresivamente más finas. Tener en cuenta los siguientes casos de carga.
•
Peso Propio
•
Carga repartida q + carga puntual P + Peso Propio
Se admite una deformación máxima del radio de la tubería del 1% ¿Se verifica esta condición?
Ejercicio 4-4: Contrafuerte de un presa Analizar el estado tensional en el contrafuerte de la figura. Considerar mallas de elementos triangulares de tres nodos, y mallas de elementos cuadrilateros de cuatro nodos progresivamente más finas. Suponer la hipótesis de tensión plana. Tener en cuenta los siguientes casos de carga. Carga peso propio Carga hidrostática + peso propio El desplazamiento horizontal máximo de la corona del contrafuerte, aceptable por diseño, es de 1,5cm ¿Cuál es el coeficiente de seguridad al que se encuentra trabajando el contrafuerte?
