Diferencias de un análisis estático y dinámico

¿Qué es el análisis estático?

El análisis estático es un procedimiento esencial para diseñar una estructura. Mediante análisis estático se obtiene la respuesta de la estructura a los esfuerzos (o cargas) constantes aplicadas al sistema en un tiempo «indefinido o definitivo».

La respuesta de la estructura incluye fuerzas/momentos internos y tensiones internas que se utilizan en el proceso de diseño. En general, utilizando un esquema de análisis estructural basado en elementos finitos, primero, los desplazamientos desconocidos se obtienen de las ecuaciones de equilibrio de un sistema activo y luego, las fuerzas y tensiones externas e internas se calculan a partir de las ecuaciones de equilibrio global de la estructura. 

Características principales

  • Proporciona cálculos de las estructuras bajo acción de fuerzas estáticas constantes aplicadas al sistema en un tiempo definitivo.
  • En el análisis estático de una estructura NO se considera la acción de los sismos ni vientos.
  • El método de superposición y el método de secciones corresponden a este tipo de análisis.
  • En el análisis estático de estructuras se cuantifican las cargas y momentos.
análisis estático
Análisis Estático

¿Qué es el análisis dinámico?

Toda estructura física real se comporta dinámicamente cuando se le aplica cargas o desplazamientos. Según la segunda ley de newton, las fuerzas adicionales de inercia, son iguales a la masa multiplicada por la aceleración.

Si las cargas o los desplazamientos se aplican lentamente, las fuerzas de inercia pueden despreciarse, y se pueden justificar un análisis estático. Por lo tanto, el análisis dinámico es una simple extensión del análisis estático.

Además, toda estructura real tiene potencialmente un número infinito de desplazamiento. Por lo tanto, la fase más crítica de un análisis estructural es crear un modelo de computadora con un número finito de elementos sin masa, uy un número finito de desplazamientos nodales que simulen el comportamiento de la estructura real.

La masa del sistema estructural, que puede ser estimada de manera precisa, se concentra en los nodos. También, para estructuras elásticas lineales, las propiedades de rigidez de los elementos pueden ser aproximadas con un alto grado de confiabilidad mediante la ayuda de datos experimentales. Sin embargo, la carga dinámica, las propiedades de disipación de energía, y las condiciones de borde (fundaciones) para muchas estructuras son difíciles de estimar. Esto siempre es cierto para los casos de eventos sísmicos o cargas de viento.

Para reducir los errores que puedan ser causadas por las aproximaciones resumidas en el párrafo anterior, es necesario realizar muchos análisis dinámicos, utilizando diferentes modelos computarizado, condiciones de carga y de borde. No es irrealista llevar a cabo 20 o más análisis por computadora para diseñar una nueva estructura o para investigar opciones de reforzamiento para una estructura existente.

Debido al elevado número de análisis por computadora que se requieren para un análisis dinámico típico, es muy importante que se usen métodos precisos y numéricamente eficientes en los programas de cómputo.

Características principales

  • Se refiere al análisis de las pequeñas oscilaciones o vibraciones que puede sufrir una estructura alrededor de su posición de equilibrio.
  • En el análisis dinámico de una estructura Sí se considera la acción de los sismos y vientos.
  • El método de rigideces y elementos finitos corresponden a este tipo de análisis.
  • En el análisis dinámico de estructuras se cuantifican los periodos de vibración.
análisis dinámico
Análisis Dinámico

Resumen – Análisis Estático vs Análisis Dinámico

Análisis EstáticoAnálisis Dinámico
Proporciona cálculos de las estructuras bajo acción de fuerzas estáticas constantes aplicadas al sistema en un tiempo definitivo.Se refiere al análisis de las pequeñas oscilaciones o vibraciones que puede sufrir una estructura alrededor de su posición de equilibrio.
En el análisis estático de una estructura NO se considera la acción de los sismos ni vientos.En el análisis dinámico de una estructura Sí se considera la acción de los sismos y vientos.
El método de superposición y el método de secciones corresponden a este tipo de análisis.El método de rigideces y elementos finitos corresponden a este tipo de análisis.
En el análisis estático de estructuras se cuantifican las cargas y momentos.En el análisis dinámico de estructuras se cuantifican los periodos de vibración.
Diferencias – Análisis Estático vs Análisis Dinámico

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