Interacción vía-estructura en Statik

Pregunta Cliente

Tema del cálculo de la interacción vía-estructura. ¿En qué estado se encuentra ese tema?(...)y ahora tengo a tiro un puente en el que este cálculo me encajaría hacerlo con Statik si está disponible. 

Respuesta Soporte técnico
Con el lanzamiento del nuevo STATIK-9 se ha incorporado una interesante herramienta que permite modelizar apoyos y barras con comportamiento no lineal. Esta herramienta atiende a las peticiones que hemos recibido a lo largo de los años y por fin es una realidad.
 
Esta herramienta es muy genérica y permite desarrollar todo tipo de modelos donde sea necesario definir apoyos o elementos cuyo comportamiento no sea lineal. Una aplicación particular sería, por ejemplo, la interacción vía-estructura, ya que se trata de un modelo formado por barras rígidas y muelles, cuyo esquema podría ser el siguiente:
 

 
Hemos introducido en STATIK un modelo muy sencillo que podría servir de base para desarrollar modelos mucho más complejos con este fin.
 

 
Con STATIK-9 se pueden definir ahora no linealidades de muchos tipos además de la clásica "no admite compresiones" para cables. Eso nos permite definir comportamientos específicos para barras y apoyos y luego seleccionar barras y apoyos que queramos que se comporten así e indicar que tienen un comportamiento "1", "2", "3".... 
 
En el modelo anterior, por ejemplo, hemos definido barras no lineales (las que hemos marcado en rojo en la figura anterior) y les hemos asignado el comportamiento no lineal "1":
 

 
Este comportamiento se rige por un diagrama bilineal, según el cual, la barra alcanza un axil de 10 kN a compresión o a tracción se produce un cambio de comportamiento con rigidez cero, momento en el que la barra mantendrá ese axil constante.
 
Si pedimos al programa los axiles para esas barras para un análisis lineal y para otro no lineal, vemos lo siguiente:
 

• Análisis lineal:

 

 

• Análisis no lineal:

 

 
En este segundo caso, ninguna barra supera los 10 kN ni a compresión ni a tracción.
 
Además de definir barras no lineales también es necesario definir los apoyos con un comportamiento no lineal. Para ilustrar cómo funcionan, en este ejemplo, hemos definido un comportamiento no lineal de los apoyos de la siguiente forma:
 

 
Es decir, los apoyos serán capaces de resistir una cierta fuerza hasta comenzar a deslizar y, además, ese deslizamiento estará limitado a un determinado valor, de 5mm en este caso. Los apoyos no deslizarán mientras la reacción Fx < mu*Fz. Cuando Fx=mu*Fz, el apoyo comenzará a deslizar hasta alcanzar Du, momento en el cual Fx=0, es decir, el apoyo dejaría de trabajar.
 
En nuestro ejemplo, hemos definido de esta forma los apoyos de los nudos K_2 y K_3 y hemos dejado fijo el apoyo de K_1.
 

 
Cuando analizamos frente a una determinada carga horizontal que vamos aumentando, vemos que en un momento dado llegamos a la siguiente situación:
 

 
Donde vemos que en el apoyo intermedio ya no hay una reacción Fx porque hemos superado el desplazamiento último.