Estabilidad y análisis de segundo orden de estructuras de vigas y columnas de Timoshenko con conexiones semirrígidas: método pendiente de flexión.

Abstract

Un nuevo conjunto de ecuaciones pendiente-deflexión para la viga-columna de Timoshenko de sección transversal simétrica con conexiones semirrígidas que incluyen los efectos combinados de deformaciones por cortante y por flexión, y los efectos de segundo orden causados por cargas axiales es desarrollado de una manera clásica. El método propuesto que también incluye los efectos de la componente de cortante de las fuerzas axiales aplicadas (modelo de Haringx) tiene las siguientes ventajas: 1) puede ser utilizado en la estabilidad y en el análisis de segundo orden de estructuras aporticadas compuestas de vigas y columnas de Timoshenko con conexiones rígidas, semirrígidas y simples; 2) los efectos de las conexiones están condensados dentro de las ecuaciones pendientedeflexión para cargas axiales de tracción y compresión sin introducir grados de libertad ni ecuaciones adicionales; 3) es más exacto que cualquier otro método disponible en la literatura técnica y con la capacidad de capturar el fenómeno del pandeo de columnas bajo fuerzas de tracción axial; 4) es poderoso, práctico, versátil y fácil de enseñar. Estudios analíticos indican que las deformaciones por cortante incrementan las deflexiones laterales y reducen la cargas críticas axiales de estructuras aporticadas hechas de columnas y vigas con baja rigidez a cortante./Abstract: A new set of slope deflection equations for Timoshenko beam-columns of symmetrical cross sectionwith semi-rigid connections that include the combined effects of shear and bending deformations, and second-order axial load effects is developed in a classical manner. The proposed method that also includes the effects the shear component of the applied axial forces (Haringx Model) has the following advantages: 1) it can be utilized in the stability and second-order analysis of framed structures made up of Timoshenko beam-columns with rigid, semirigid, and simple end connections; 2) the effects of semi-rigid connections are condensed into the slope-deflection equations for tension or compression axial loads without introducing additional degrees of freedom and equations; 3) it is more accurate than any other method available and capable ofcapturing the phenomena of buckling under axial tension forces; and 3) it is powerful, practical, versatile and easy to teach. Analytical studies indicate that shear deformations increase the lateral deflections and reduce the critical axial loads of framed structures made of members with low shear stiffness.