Condiciones de cargas de ingenieria.
En la mayoría de los análisis estructurales se encontrarán diversas combinaciones de cargas que deben investigarse para hallar aquella combinación que produzca las mayores fuerzas internas en los miembros.
A cada combinación de cargas, muertas o de otro tipo, se le llama condición de carga (NLC en el programa de computadora). Las condiciones de carga producen las cargas en los nudos que forman la matriz P en la ecuación
Las diversas condiciones de carga para un marco rígido o una armadura en un edificio industrial podrían incluir:
Carga muerta Carga muerta + carga viva, incluyendo impacto Carga muerta + carga viva + carga de vient.
La carga viva constituye en realidad un problema de lineas de influencia, debido a que los esfuerzos en los diversos elementos del puente dependen de la posición de la carga.
Un método muy práctico consiste en construir una matriz P para carga viva, poniendo en posición a lo largo del claro del puente las cargas H o Hs de camiones o las Cooper de ferrocarriles, a intervalos de aproximadamente 2 ó 5 pies.
Se puede usar para esto un programa de computadora, con la salida en tarjetas perforadas de un formato apropiado para usarlas en el programa de computadora de la sección anterior.
El impacto y la combinación de cargas muertas y cargas vivas se puede automatizar por medio de una programación por computadora; sin embargo, puede que el impacto no sea constante para todos los elementos de un puente, y como el impacto se aplica sólo a las cargas vivas, el diseñador deberá usar su criterio para determinar la manera más eficaz de combinar las cargas muertas y vivas además de los efectos de impacto para obtener la fuerza de diseño para el elemento dado del puente.
Esta es una consideración que justifica un análisis inicial muy cuidadoso, ya que puede haber de 40 a 60 condiciones en puentes de gran longitud debido a la carga viva, y será preciso escrutar la salida de la computadora a fin de obtener la fuerza máxima en cualquier elemento entre todas las condiciones de carga.
En el Apéndice se incluyen programas de computadora para desarrollar la matriz por medio de tarjetas perforadas, para efectuar el análisis de una armadura de puente, carretera o de ferrocarril. Es esencial verificar la exactitud de la salida de la computadora.
En esta verificación hay dos etapas básicas: l. Se revisan siempre los datos de entrada de los miembros y cargas, por errores en el punto decimal. Si se comete un error al perforar la codificación P-X, el programa podrá o no operar, dependiendo de que NP sea tan grande que sobrepase la DIMENSlüN de la matriz de rigidez o de que el efecto de superposición contribuya a la colocación incorrecta de la matriz global.
Nótese que es posible efectuar un análisis correcto con datos incorrectos de un miembro, como A o l. Se puede efectuar un análisis «correcto» con datos incorrectos de la longitud de un miembro.
Este tipo de análisis correcto por lo general satisfará las verificaciones estáticas. 2. Se efectúa siempre una verificación estática en puntos determinados y/o EFh y EFv = Opara toda la estructura. Por lo general, si se verifica un nudo cerca del comienzo y otro cerca del final de la secuencia de codificación y ambos satisfacen las condiciones estáticas, se habrá resuelto correctamente el problema para esos datos de entrada.
Se pueden verificar los problemas de diversas maneras, como se ilustra en los ejemplos que presentan la salida de las computadoras.
En general, se debe revisar primero una esquina, donde los momentos extremos de los dos miembros concurrentes deben ser iguales y opuestos (dentro del error de aproximación de la computadora), ya que dicha revisión se puede efectuar con un mínimo de esfuerzos de cálculo -a menudo por inspección.
Las fuerzas acumuladas por encima de un piso resultan a menudo convenientes, ya que se suministran directamente las fuerzas axiales sobre las columnas.
A veces se puede aprovechar la simetría de la estructura y de las cargas, como sucede en los ejemplos de edificios de oficinas que aparecen a continuación (sin carga de viento).
A veces se puede usar provechosamente la matriz X, como se ilustra en la revisión de las columnas del edificio de oficinas.
La revisión de las armaduras es similar a la de los marcos rígidos. Siempre se debe aprovechar la geometría de la armadura, al verificar los miembros en los que se sabe que la fuerza interna es cero.
Si la salida de la computadora no resulta igual a cero y la matriz de carga es correcta, seguramente que algo andará mal con los datos de entrada, como la perforación equivocada de un NP, o una falta de concordancia entre H y V (ya sea en la longitud o en los signos).
Efectúense verificaciones de estática cerca de cada uno de los extremos de la armadura donde se conecta un mínimo de barras. Si estas juntas no satisfacen el equilibrio estático tampoco lo harán las juntas más complicadas y es necesario reprogramar el problema.
