Clapeyron and Cross methods for the analysis of beams with variable inertia

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21501/21454086.3987

Keywords:

Cross, Clapeyron, Three Moments, Constant inertia, Variable inertia

Abstract

In the academic world, the global analysis of structures with beams considered to have constant inertia I is frequently considered. This is attested by the multiple teaching bibliography. In spite of this, there are also cases where this is considered as variable I(x). This casuistry could be extrapolated to the case of real structures. Many of them have beams with constant depth, although some of them, for various reasons, have variable depth. This fact has considerably complicated the formulation and resolution of the structural problem in the classical methods.

This paper presents a historical approach to this problem, presenting two of these methods for solving hyperstatic structures (Clapeyron’s method, also known as the Three Moments method and Cross’s method), as well as their formulation and solution for the case of continuous beams with constant I and variable I(x) inertia.

Downloads

Download data is not yet available.

References

J. Mª Pons-Poblet, “De Gaudí a Miralles: cent anys d'estructura metàl·lica a Barcelona”. Tesis doctoral, Barcelona. http://hdl.handle.net/10803/279396, 2014.

Hangar para el aeroclub de cuatro vientos (Madrid). Archivo Torroja. Expdte. nº 725. Noviembre de 1949.

Material docente obtenido de la asignatura Estructuras impartida en el curso 1963-64 en la Escuela Técnica Industrial de Barcelona.

Fuente: Archivo Carlos Fernández Casado. FC-114. Años 1960-1964.

S. Timoshenko, Teoría de las Estructuras. Bilbao: Urmo, 1974.

Archivo Carlos Fernández Casado. FC-114. Años 1960-1964.

Obra de Xavier Busquets, Juan Batanero, Ramiro Rodríguez-Borlado, Carlos Martínez Lasheras y Rafael Martínez Lasheras.

https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2983185

B. Clapeyron, “Calcul d’une poutre élastique reposant librement sur des appuis inégalement espacés”, Comptes Rendus hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences, vol. 45, 1076-1080.

J. Heyman, Structural Analysis: A Historical approach. Cambridge: Cambridge University Press, 1998.

Reforma del edificio del antiguo Hotel Colón (Barcelona), obra del arquitecto Eusebi Bona.

Handbook of Frame Constants. Beams Factors and Moment Coefficients for Members of Variable Section. Portland Cement Association. 33 West Grand Avenue. Chicago 10, Illinois, 1947.

C. Fernández Casado, Cálculo de estructuras reticulares: nudos rígidos (8ª ed. Reformada). Madrid: Dossat, 1967.

S. Timoshenko, Theory of structures. New York: McGraw-Hill, 1965.

H. Cross, “Analysis of Continuous Frames by Distributing Fixed-End Moments”, Proceeding of the American Society of Civil Engineers, Vol. 56, 919-28.

J. Mª Pons-Poblet, A. Arboix-Alió, “La estática gráfica, pasado y presente de una metodología singular”. EGA Expresión Gráfica Arquitectónica, [S.l.], v. 25, n. 39, p. 132-143, jul. 2020. ISSN 2254-6103. Disponible en: <https://polipapers.upv.es/index.php/EGA/article/view/12841>. Fecha de acceso: 28 mayo 2021 doi:https://doi.org/10.4995/ega.2020.12841.

J. Mª Pons-Poblet, “Mecánica Elástica, por A. Peña Boeuf. Noventa años después”. Revista de Obras públicas, 163 (3576): 59-62, 2016. http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/2016/2016_mayo_3576_07.pdf

D. Aristizabal-Ochoa, “Análisis de primer y segundo-orden y estabilidad de pórticos con conexiones semirrígidas: método de Hardy Cross (i-teoria)”, DYNA, Vol. 78, n. 167, p. 103-111, 2011.

J. Mª Pons-Poblet, “Cálculo de Estructuras Reticulares. Carlos Fernández Casado”. Revista de Obras públicas, 2017, 164 (3593): 70-81, 2017.

http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/2017/2017_diciembre_3593_07.pdf

C. Fernández Casado, Estructuras de edificios. Madrid, España: Dossat, 1948.

C. Fernández Casado, Cálculo de estructuras reticulares: nudos rígidos (3ª ed. Ref.). Madrid: Dossat, 1944.

C. Prenzlow, Cálculo de estructuras por el método de Cross. Barcelona: Gustavo Gili, 1958.

A. Palacio-Betancur, D. Aristizabal-Ochoa, “Second-order Stiffness Matrix and Loading Vector of a Tapered Rectangular Timoshenko Beam-column With Semirigid Connections”, Structures, Vol. 15, 211-223, 2018.

J. Mª Pons-Poblet, “The Hardy Cross Method, and its implementation in Spain”. Lámpsakos, vol. 23, n. 23, p. 56-69, 2020. https://doi.org/10.21501/21454086.3402

Published

2022-06-08

How to Cite

Pons, J. M., & Soltanalipour, M. (2022). Clapeyron and Cross methods for the analysis of beams with variable inertia. Lámpsakos, (26). https://doi.org/10.21501/21454086.3987

Issue

Section

Articles of scientific and technological research