Creación de plataforma académica para el análisis estructural de resortes, armaduras, vigas y pórticos.
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Fecha
2026-01-12
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Editor
Universidad Católica de Santa María
Resumen
El análisis estructural es una competencia fundamental en la formación de ingenieros
civiles, sin embargo, el acceso a software especializado representa una barrera significativa
para estudiantes debido a los altos costos de licencias y la opacidad de los algoritmos
implementados en soluciones comerciales. Esta investigación aborda esta problemática
mediante el desarrollo y validación de Eder Structures, una plataforma web de código abierto
basada en el método matricial de rigideces para el análisis estructural con fines académicos.
La plataforma fue desarrollada utilizando tecnologías web modernas (Next.js y
TypeScript), implementando algoritmos del método matricial de rigideces para el análisis de
sistemas de resortes, armaduras bidimensionales y tridimensionales, vigas y pórticos planos.
La arquitectura del sistema se diseñó con un enfoque orientado a objetos, garantizando
extensibilidad, mantenibilidad y precisión computacional. La interfaz de usuario fue
desarrollada de manera intuitiva, permitiendo a los estudiantes la entrada de datos estructurales
mediante interacción gráfica y la visualización completa de resultados, incluyendo
desplazamientos nodales, diagramas de esfuerzos internos (fuerzas axiales, cortantes y
momentos flectores) y reacciones en los apoyos.
La validación de la plataforma se realizó mediante un análisis comparativo con casos
de prueba documentados en bibliografía técnica del método matricial de rigideces, obteniendo
concordancia exacta en todos los decimales reportados. Adicionalmente, se realizó una
comparación complementaria con el software comercial SAP2000, identificando diferencias
menores atribuibles a variaciones en criterios de convergencia y precisión numérica. Los
resultados demuestran que la plataforma es capaz de resolver correctamente cualquier
configuración estructural dentro de su alcance, manteniendo la precisión requerida para
aplicaciones académicas.
Eder Structures se encuentra completamente funcional y disponible públicamente en
https://tesis.eder3232.com/, con su código fuente alojado en el repositorio GitHub
https://github.com/eder3232/thesis-structures, bajo licencia de código abierto. Esta
investigación contribuye significativamente a la democratización del acceso al análisis
estructural computacional, proporcionando a la comunidad académica una herramienta
gratuita, transparente y pedagógicamente valiosa que permite a los estudiantes comprender los
fundamentos matemáticos y computacionales del análisis estructural sin las limitaciones
económicas o tecnológicas de las soluciones comerciales.
Descripción
Palabras clave
Análisis estructural, Método matricial de rigideces, Software educativo