Formulación Continua de un Mástil 3D Reticulado y Arriostrado

Abstract

En la industria de las telecomunicaciones las antenas generalmente son soportadas por mástiles reticulados y arriostrados con riostras ubicadas a distintas alturas. En un trabajo anterior, se obtuvo la formulación continua de un modelo simplificado (6 ecuaciones diferenciales-6ED) que permite la representación de un mástil reticulado en zig-zag y de sección transversal triangular. En cuanto a las riostras, éstas resultan ser elementos estructurales que contribuyen a la estabilidad y rigidez del sistema. En la práctica, la pretensión dada a las riostras en el montaje permite la simulación utilizando un modelo parabólico. Debido a los desplazamientos laterales del sistema mástil-riostras, los extremos de las riostras tomados al mástil también se desplazan. Por ello, el estado tensional inicial se modifica evidenciándose un comportamiento mecánico geométricamente no-lineal. Previamente y también en un trabajo anterior, el comportamiento de una riostra con un extremo desplazable fue analizado, obteniendo
así un modelo de representación dado por un resorte con una variación no-lineal de su rigidez. En el presente trabajo y considerando esta última alternativa para la representación de la riostra, la energía de deformación del resorte es determinada e incorporada al modelo continuo simplificado del mástil reticulado (6ED), obteniendo así un modelo continuo para la representación del comportamiento estático de un mástil reticulado y arriostrado por un nivel de riostras, definido como modelo MRA-6ED. Por último, se presenta un ejemplo numérico en el cual se determina el desplazamiento máximo de la cima del mástil implementando la formulación desarrollada, y se compara con el resultado obtenido de aplicar una modelación vía elementos finitos. Dicho desplazamiento de la cima ha sido evaluado considerando dos formas de establecer la pretensión de montaje a asignar a las riostras según dos normativas. Los resultados numéricos obtenidos para ambos casos indican un muy buen desempeño del modelo MRA-6ED desarrollado.