Modelos de Estructuras
Facultad de Ingeniería - Departamento de Estabilidad
Universidad de Buenos Aires - República Argentina  

Modelo de analisis modal espectral (Response Spectrum Analysis)

Analisis de una estructura simple para el espectro de pseudo aceleraciones del terremoto de El Centro (California 1941):

A partir de un modelo simple de dos grados de libertad dinamicos, se aplico el espectro de pseudoaceleraciones del terremoto de El Centro (California - 1941) y se hizo el calculo de los desplazamientos en cada nivel, esfuerzos de corte y momentos flexores en la base (Response Spectrum Analysis). Luego se hicieron las combinaciones modales de las respuestas ABSSUM (Absolute Summation), SRSS (Square Root of Sum of Squares) y CQC (Complete Cuadratic Combination). Los resultados se comparan con un modelo de 2 elementos de portico de Euler-Bernouilli de 2 nodos, considerando el problema con todos sus grados de libertad. Se introduce la rigidez axil infinita, con un valor muy grande del area transversal de los elementos. Los resultados muestran concordancia entre los dos modelos, y con el analisis modal paso a paso (Time History Analysis)

Analisis completo del modelo simplificado - 167 Kb


  Datos del problema :

L = 3m
m = 30000 kg
E = 20000 MPa
Seccion = 40x40 cm

Acelerograma :
El Centro - California 1941


Modelo de calculo y grados de libertad dinamicos.


Modelo de elementos finitos.

Calculo de frecuencias, periodos y modos de vibracion :

Frecuencias

Periodos

Modos de vibracion

Valores calculados con el modelo simplificado.


Modos de vibracion de la estructura

MODAL PERIODS AND FREQUENCIES

MODE PERIOD FREQUENCY FREQUENCY EIGENVALUE
(TIME) (CYC/TIME) (RAD/TIME) (RAD/TIME)**2  
1 2.936763 0.340511 2.139493 4.577431
2 0.934885 1.069650 6.720811 45.169306

Periodos y modos de vibracion del modelo de elementos finitos.


Espectros de pseudo desplazamientos, velocidades y aceleraciones del sismo.


Espectro tetralogaritmico.

Resultados del modelo simplificado :

Resultados del modelo con dos grados de libertad dinamicos.

Modo

Desplaz. X (cm) Desplaz.Z (cm) Fuerza X (kgf) Fuerza Z (kgf)

1

17.186

15.062

7216.92

4219.56

2

4.038

6.906

16840.75

19202.36

Combinacion

Despl.X (cm)

Despl.Z (cm) Qbase (kgf) Mbase (kgf m)

CQC

17.677

16.543

18360.29

71038.48

SRSS

17.654

16.579

18321.97

70840.34

ABSSUM

21.22

21.978

24057.66

99397.615

Resultados del modelo de elementos finitos :

Resultados del modelo completo de elementos finitos.

Combinacion

Despl.X (cm) Despl.Z (cm) Qbase (kgf) Mbase (kgf m)

CQC

17.6816

16.5343

18177.3184

7069539.84

SRSS

17.6586

16.5710

18138.6445

7049664.84

ABSSUM

21.2264

21.9660

23857.9609

9883757.03

Graficacion de esfuerzos para la combinacion modal CQC :

Esfuerzos normales (kgf) Esfuerzos de corte (kgf) Momentos flexores (kgf m)


Trabajos Practicos : Ing.Hernan Sotero Gonzalez - 2002