Advanced Structural Analysis with MATLAB® – Srinivasan Chandrasekaran – 1st Edition

Descripción

El análisis de las estructuras de ingeniería civil se está volviendo más complejo, esencialmente debido a las diferentes formas estructurales concebidas por arquitectos e para adaptarse a diversos requisitos funcionales. Las herramientas de análisis convencionales guían a los graduados en ingeniería y a los profesionales en ejercicio para abordar estos , pero la precisión y la compacidad, en términos de soluciones variadas, son difíciles. Los métodos matriciales en general, y el método de rigidez en particular, son herramientas muy poderosas para modelar formas estructurales complicadas y realizar el análisis requerido. Sin embargo, la aplicación de algoritmos matriciales en una forma más genérica para resolver todo tipo de problemas, a saber, vigas, armaduras, pórticos planos ortogonales, pórticos planos no ortogonales, armaduras tridimensionales y pórticos espaciales, debe abordarse paso a paso. De manera escalonada para resolver todas las posibles dudas que puedan surgir durante los procedimientos de solución. Si bien reconoce los ingeniosos esfuerzos realizados por autores de todo el mundo en este frente, este libro es un humilde intento de revisar estos conceptos con explicaciones más elaboradas y una codificación informática de apoyo manual muy sólida.

Uno de los principales objetivos de este libro es ayudar a resolver problemas utilizando métodos matriciales junto con una familiarización con la codificación informática para resolver tales problemas. MATLAB® es una herramienta bien establecida y probada para manejar problemas tan complejos de una manera muy simple y de gran apoyo. Este libro comienza con un análisis de vigas y pórticos ortogonales planos, y también aborda problemas de elementos de armadura, elementos especiales, pórticos planos no ortogonales, armaduras tridimensionales y pórticos espaciales.

Una de las características más atractivas de este libro es cómo explica la solución del problema, que es altamente compatible con la codificación por computadora usando MATLAB. Cada problema se examina cuidadosamente y los grados de libertad (tanto restringidos como no restringidos) se marcan de una manera más genérica con una convención de signos uniforme en todo el texto de este libro. La formulación matricial del problema se presenta claramente paso a paso, esto también se sigue mientras se escribe el código de computadora para resolver el problema. Los problemas de ejemplo dados en cada capítulo se resuelven usando la codificación de MATLAB, mientras que los datos de entrada para usar la codificación se explican en detalle.

El resultado obtenido de la codificación se representa como una captura de pantalla para una mejor inferencia de los resultados. Se dan numerosos problemas de ejercicios junto con soluciones que permiten a los lectores usar el mismo código de computadora con una modificación menor para adaptarse a las entradas de los problemas. Una de las características sobresalientes de este libro es que se usa un código de computadora similar al de dos dimensiones para el análisis tridimensional, excepto las transformaciones que se requieren de sistemas de ejes locales a globales. El libro también admite muchos documentos de práctica para garantizar un alto nivel de al resolver tales problemas. Un manual de soluciones y recursos adicionales para el instructor están disponibles como recursos electrónicos descargables en la página web de CRC Press del libro en. 

Los programas de computadora usados en el libro están escritos usando MATLAB, siguiendo conceptos de programación bien establecidos. La codificación del programa se escribe siguiendo los mismos pasos que para el análisis convencional utilizando el método de rigidez. Los códigos del programa fueron escritos por Nagavinothini  R. y verificados por un equipo de académicos de investigación, Departamento de Ingeniería Oceánica, IIT Madras. Nagavinothini. R. es investigador principal en el Departamento de Ingeniería Oceánica del IIT Madras, Chennai, India. Actualmente, está trabajando en el de plataformas marinas compatibles de nueva generación en aguas ultra profundas bajo cargas ambientales y accidentales. Es titular de rango universitario y medallista de oro, y ha publicado muchos artículos de investigación en revistas arbitradas. Sus intereses de investigación incluyen análisis dinámico de estructuras, análisis de estructuras asistido por computadora, diseño y optimización de estructuras. Se ha tenido sumo cuidado para comprobar las soluciones y corregir los errores, pero el autor no afirma ni garantiza la exactitud de los resultados utilizando los códigos informáticos proporcionados. Se pide a los lectores que verifiquen en función de su capacidad independiente y luego utilicen los códigos para aplicaciones prácticas.

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  • Foreword
    Preface
    Author
    Chapter 1 Planar Orthogonal Structures
    1.1 Introduction to Structural Analysis
    1.2 Indeterminacy
    1.2.1 Static Indeterminacy
    1.2.2 Kinematic Indeterminacy
    1.2.2.1 Continuous Beam
    1.2.2.2 Fixed Beam
    1.2.2.3 Simply Supported Beam
    1.2.2.4 Frame
    1.3 Linear Equations
    1.3.1 Inverse of a Matrix
    1.3.2 Solution of Linear Equations
    1.4 Matrix Operations
    1.4.1 Submatrix
    1.4.2 Partitioning of Matrix
    1.4.3 Cross-Partitioning of Matrix
    1.4.4 Banded Matrix
    1.5 Standard Beam Element
    1.5.1 Estimating Rotational Coefficients
    1.6 Beam Element with Varying Flexural Rigidity
    1.7 Planar Orthogonal Structures
    1.8 Example Problems
    1.8.1 Continuous Beam
    1.8.2 Computer Program for Continuous Beam
    1.8.3 Orthogonal Frame
    1.8.4 Computer Program for Orthogonal Frame
    1.8.5 Step Frame
    1.8.6 Computer Program for Step Frame
    Chapter 2 Planar Non-Orthogonal Structures
    2.1 Planar Non-Orthogonal Structure
    2.2 Stiffness Matrix Formulation
    2.3 Transformation Matrix
    2.4 Transformation Matrix for End Moments
    2.5 Global Stiffness Matrix
    2.6 Important Steps in Analysis of Non-Orthogonal Structures
    Chapter 3 Planar Truss Structures
    3.1 Planar Truss System
    3.1.1 Transformation Matrix
    3.1.2 Stiffness Matrix
    Chapter 4 Three-Dimensional Analysis of Space Frames
    4.1 Three-Dimensional Analysis of Structures
    4.2 Beam Element
    4.3 The Stiffness Matrix
    4.4 Transformation Matrix
    4.5 Member Rotation Matrix
    4.6 Y-Z-X Transformation
    4.7 Z-Y-X Transformation
    4.8 The ? Angle
    4.9 Analysis of Space Frame
    Chapter 5 Analysis of Special Members
    5.1 Three-Dimensional Analysis of Truss Structures
    5.2 Special Elements
    5.3 Non-Prismatic Members
    Appendix
    Bibliography
    Index
  • Citar Libro
    • Título: Advanced Structural Analysis with MATLAB®
    • Autor/es:
    • ISBN-10: 0367026457
    • ISBN-13: 9780367026455
    • Edición: 1ra Edición
    • Año de edición: 2018
    • Tema: Civil
    • Subtema: Análisis Estructural
    • Tipo de Archivo: eBook
    • Idioma: eBook en Inglés

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