Closed-form Solution of Timoshenko Frames on Elastic Winkler Foundation Using the Green's Function Stiffness Method

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dc.contributor.advisorMolina Villegas, Juan Camilo
dc.contributor.authorPosso Sabogal, Cristian Daniel
dc.contributor.authorMolina Villegas, Juan Camilo
dc.contributor.authorBallesteros Ortega, Jorge Eliecer
dc.coverage.spatialMedellín de: Lat: 06 15 00 N degrees minutes Lat: 6.2500 decimal degrees Long: 075 36 00 W degrees minutes Long: -75.6000 decimal degreeseng
dc.creator.degreeMagíster en Ingenieríaspa
dc.creator.emailcdpossos@eafit.edu.co
dc.creator.emailjmolina2@eafit.edu.co
dc.creator.emailjeballesterosor@unal.edu.co
dc.date.accessioned2025-02-14T15:35:12Z
dc.date.available2025-02-14T15:35:12Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionEste artículo presenta un método para obtener la solución exacta en forma cerrada para el análisis estático de vigas y pórticos de Timoshenko sobre una fundación elástica de Winkler, sometidos a cargas externas y momentos flectores arbitrarios. La solución se deriva utilizando el Método de Rigidez con Funciones de Green (GFSM), un método novedoso de reducción de malla que combina las fortalezas del Método de Rigidez (SM) y las Funciones de Green (GFs). Al incorporar los conceptos fundamentales del SM, el GFSM presenta similitudes con el Método de Elementos Finitos (FEM), incluyendo el uso de funciones de forma, matrices de rigidez y fuerzas en los extremos fijos. La aplicación de las GFs facilita la obtención de expresiones analíticas para los campos de desplazamientos y fuerzas internas bajo cargas externas y momentos flectores arbitrarios. Se presentan tres ejemplos: una viga de un solo vano, una viga de dos vanos y un pórtico de un vano y un piso en fundaciones elásticas de Winkler; los cuales demuestran la aplicabilidad y eficacia del método.
dc.description.abstractThis paper presents a method to obtain the exact closed-form solution for the static analysis of Timoshenko beams and frames on elastic Winkler foundation, subjected to arbitrary external loads and bending moments. The solution is derived using the Green’s Functions Stiffness Method (GFSM), a novel mesh reduction method that combines the strengths of the Stiffness Method (SM) and Green’s Functions (GFs). By incorporating the core concepts of the SM, the GFSM exhibits similarities to the Finite Element Method (FEM), including the use of shape functions, stiffness matrices, and fixed-end forces. The application of GFs facilitates the derivation of analytical expressions for displacement and internal force fields for arbitrary external loads and bending moments. Three examples are presented: a single-span beam, a two-span beam, and a one-bay, one-story plane frame on elastic Winkler foundations; which demonstrate applicability and efficacy of the method.
dc.formatapplication/pdfeng
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10784/35118
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad EAFIT
dc.publisher.departmentEscuela de Ciencias Aplicadas e Ingenieríaspa
dc.publisher.placeMedellín
dc.publisher.programMaestría en Ingenieríaspa
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2024.105457
dc.relation.urihttps://figshare.com/s/98f32449e82d0705a2a9
dc.relation.urihttps://figshare.com/s/c8a95dc7b5b412bfc954
dc.relation.urihttps://figshare.com/s/f6107de174b5eed8ca99
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesseng
dc.rights.localAcceso abiertospa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.es
dc.subjectViga de Timoshenko
dc.subjectFundación elástica de Winkler
dc.subjectAnálisis estático
dc.subjectSolución cerrada
dc.subjectFunciones de Green
dc.subjectMétodo de reducción de malla
dc.subjectMétodo de Rigidez con Funciones de Green
dc.subjectMétodo de Elementos Finitos
dc.subjectMétodo de Elementos Finitos Transcendental
dc.subject.keywordTimoshenko beam
dc.subject.keywordElastic Winkler foundation
dc.subject.keywordStatic analysis
dc.subject.keywordClosed-form solution
dc.subject.keywordGreen's functions
dc.subject.keywordMesh reduction method
dc.subject.keywordGreen's function stiffness method
dc.subject.keywordFinite element method
dc.subject.keywordTranscendental Finite element method
dc.subject.lembINGENIERÍA
dc.titleClosed-form Solution of Timoshenko Frames on Elastic Winkler Foundation Using the Green's Function Stiffness Method
dc.typemasterThesiseng
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesiseng
dc.type.hasVersionacceptedVersioneng
dc.type.localTesis de Maestríaspa
dc.type.spaArtículo

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