Cálculo de Cargas de Pandeo en Columnas Fisuradas de Euler-Bernoulli Embebidas en un Medio Elástico de Tipo Winkler

Abstract

En este trabajo analiza el comportamiento a pandeo de columnas fisuradas de tipo Euler-Bernoulli inmersas en un medio elástico de tipo Winkler, obteniendo sus cargas críticas de pandeo. Para ello, la columna se modeliza como dos segmentos conectados en la sección fisurada mediante un resorte rotacional sin masa, cuya rigidez es proporcional al momento flector transmitido a través de dicha sección fisurada, recogiendo así la discontinuidad de giro que se produce en la sección que contiene la fisura durante la flexión por pandeo. Las ecuaciones diferenciales de pandeo se resuelven individualmente para cada segmento aplicando las correspondientes condiciones de contorno, así como las condiciones de compatibilidad y salto apropiadas en la sección fisurada. La metodología propuesta, tras la resolución del correspondiente problema de autovalores por métodos numéricos, permite determinar las cargas de pandeo en función del tipo de apoyo, del parámetro que define la rigidez del suelo elástico, de la posición de la fisura y de la longitud inicial de la misma. Los resultados obtenidos mediante la resolución numérica de las ecuaciones pertinentes, se comparan satisfactoriamente con los publicados por otros autores −en trabajos que tratan el problema de forma parcial−, poniendo de manifiesto la interacción e importancia de los parámetros considerados en la determinación de las cargas críticas de pandeo del sistema. Adicionalmente, se ha validado el modelo propuesto en casos complejos mediante la correspondiente comparación con los resultados proporcionados por el código comercial de elementos finitos ABAQUS.