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Computer Aided Design
Topic : Derivation Of Structural Stiffness Matrix
Prepared By : Abhirajsinh Mahida
Derivation Of Structural Stiffness
Matrix
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Generalized equation for Structural Analysis
THANK YOU

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  • 3. ? = ?1 ?1 + ?2 ?2 ? = 1?? 2 ? ?1 + 1+? 2 ? ?2 ?? ?? = ? ?1 2 + ?2 2 ¡­¡­(1) Where, ?1 & ?2 = displacements ? Then we also know the equation of ? in terms of x according to coordinate systems : ? = 2 ???1 ?2 ??1 ? 1
  • 4. ?? ?? = 2 ?2 ??1 ¡­¡­.(2) ¡à ? = ?? ?? ¡Á ?? ?? ¡à ? = ?2 ??1 ?2 ??1 ¡à ? = 1 ?2 ??1 ?1 1 ?1 ?2 LENGTH OF THE ELEMENT [B] ¡à ? = ? ? ?
  • 5. ? Now, According to Potential energy approach : ¦° = ?????? ?????? ? + ???? ?????????(??) Where, ?? = ?¡Æ?? ? ?? ? = 1 2 ¡Á ????? ¡Á ?????????? ¡à ? = 1 2 ¡Á ? ¦¡ ? ? ? Then Consider a small element, ¡à ? = 1 2 ? ? ? ¦¡ ? ?? ¡à ? = 1 2 ? ?? ? ? ? ????? ¡ß ? = ? ? ? ? = ? ? ? ? ?
  • 6. ¡à ? = 1 4 ? ? ?1 1 ?? ? ?? ?2 ? ?1 ?? ? ? ¡à ? = 1 2 ? ? ?? ? ?? ?2 ? ?1 ? ? ¡à ? = 1 2 ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ¡à ? ? ? = 1 ? ? ? ?1 1 ? 1 ? ? ? ?1 1 ¡à ? ? ? = 1 ? ? 2 ? 1 ?1 ?1 1 ¡­¡­..(a)
  • 7. ? Put the value of BTB, ¡à ? = 1 2 ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ?1 ?1 1 ? ? ELEMENT STIFFNESS MATRIX (Ke) ¡à ? = 1 2 ? ? ? ? ? ? ?
  • 8. ¡à ¦° = ?????? ?????? ? + ???? ?????????(??) ¡à ¦° = 1 2 ???? ? ??? ¡à ¦° = 1 2 ?1 ?2 ?11 ?12 ?21 ?22 ?1 ?2 ? ?1 ?2 ?1 ?2 ¡à ¦° = 1 2 ?11 ?1 2 + ?12 ?2 ?1 + ?21 ?1 ?2 + ?22 ?2 2 ? ?1 ?1 + ?2 ?2 ? Put ?¦° ??1 & ?¦° ??2 = 0 & also put ?12 = ?21 ? So We get, ?11 ?1 + ?12 ?2 = ?1 ¡­¡­(c) And ?21 ?1 + ?22 ?2 = ?2 ¡­..(d)
  • 9. ? Combining Equations & write matrix form, ¡à ?11 ?12 ?21 ?22 ? ?1 ?2 = ?1 ?2 ¡à ?? = ? Generalized equation for Structural Analysis