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Ejemplo 8.4 Calcular en el siguiente pórtico las fuerzas que actúan en cada uno de los elementos, dibujar el respectivo despiece y los diagramas de fuerza cortante momento flector y fuerza normal. m16 m2m2 m4m4m4 m2 m2 KN32 m KN 16 KN24 A DB C E F GH Solución: Se inicia el cálculo de las fuerzas liberando alguno(s) de los elementos que conforman e l pórtico m2 m2 KN24 By Bx Ay Ax Columna AB ¬= KNAx 12 1 024 =--=å BxAxKNFx KNBx 12= 0=-=å ByAyFy ByAy = 2 3 de esta última ecuación se obtiene que: KN32 By B Cy CxKN12 C m2m2 Viga BC 1 2 3 ( ) ( ) 02324 =-=å mKNmCyM B KNCy 16= 012 =-=å CxKNFx KNCx 12= 032 =-+=å KNCyByFy KNBy 16= = KNBy 16Por lo tanto ( ) ( ) 02244 =+-=å mKNmAxM B Figura 8.32 Figura 8.33 Figura 8.34 Ingeniero Darwin Mora Villota 379 1 2 3 ( ) ( ) 0264416 =++=å mKNmKNMM DD KNmM D 192-= 012 =-=å DxKNFx KNDx 12= 06416 =--=å KNKNDyFy KNDy 80= m2m2 KN64 C KN12 KN16 Dx Dy DM Viga CD Sección CDEH ́ m4 m4m4 KN12 KN16 KN128 Hx Hy H Ex Ey D 1 ( ) ( ) ( ) ( ) 041641244 =+-+=å mKNmKNmEymExM H å =+-= 012KNExHxFx ́ ́ ́2 012816 =--+=å KNKNEyHyFy KNEyEx 4-=+ 3 1 Sección EFG KN64 Ex Ey Gy Gx m4 m4 0=-=å GxExFx 064 =--=å KNEyGyFy KNEyEx 32=- 2 3 1 ́ ´ ́ ´ ́ ´ Sumando algebraicamente las ecuaciones ́ y ́ ´ obtenidas en las secciones CDEH y FEG se calculan Ex y Ey 11 KNEx 282 = KNEx 14= KNEy 18-= En ́ se obtiene Hx y en ́ Hy32 01214 =+- KNKNHx2 ́ ®= KNHx 2 01281618 =--- KNKNKNHy = KNHy 162 3 ́ ( ) ( ) ( ) 026444 =+-=å mKNmExmEyM G1 ́ ´ Figura 8.35 Figura 8.36 Figura 8.37 Ingeniero Darwin Mora Villota 380 Viga DE m2m2 KN64 xD ¢ yD ¢ ¢ DM E KN14 KN18 1 2 3 014 =-¢=å KNxDFx KNxD 14=¢ å =--¢= 01864 KNKNyDFy KNyD 82=¢ ( ) ( ) 0418264 =---= ¢å mKNmKNMM DD m2m2 Fx Fy FM KN14 KN18 E 1 2 3 014 =-=å FxKNFx KNFx 14= 06418 =-+=å KNFyKNFy KNFy 46= ( ) ( ) 0264418 =+-=å mKNmKNMM FF KNmM F 56-= m4 DM ¢¢ xD ¢¢ yD ¢¢ KN2 KN162 H Columna DH 1 2 3 02 =¢¢-=å xDKNFx KNxD 2=¢¢ 0162 =¢¢-=å yDKNFy KNyD 162=¢¢ ( )å = ² -= 042 DD MmKNM KNmM D 8= ² Columna FG m4 KN46 KN14 KNm56 KNmM D 200-=¢ Viga EF KN64 G Gx Gy 014 =-=å GxKNFx ¬= KNGx 14 046 =-=å KNGyFy = KNGy 46 ( ) 041456 =-=å mKNKNmM G3 1 2 Con la ecuación se comprueba el equilibrio de los momentos 3 D Figura 8.38 Figura 8.39 Figura 8.40 Figura 8.41 Ingeniero Darwin Mora Villota 381 F G KN16 KN162 KN2 KN162 KN2 KNm8 D H KNm56 KN14 KN14 KN46 KN46 KN32 B KN12 C KN16 KN12 KN16 C KN80 m KN 16 KN12 KNm192 E FD D m KN 16 KN14 KN14 KN18KN82 E m KN 16 KN14 KN18 KNm200 KNm56 KN24 KN16 KN12 KN12A B KN80 KN82 KN12 KN2 KN162 KN14 KNm200KNm192 KNm8 Nudo D Podemos comprobar el equilibrio en todos los elementos de la estructura. Figura 8.42 382Ingeniero Darwin Mora Villota m2m2 m4 12 12 24 24 32 32 192 210 66 56 8 16 16 80 2 82 46 14 m125.5 m875.2 A E F D B C GH A E FDB C GH -- ++ - - -+ + + + 32 24 192 56 200 10 A E FDB C GH 192 - - --- 16 12 46 14 162 8 Diagramas de V, M y N Ingeniero Darwin Mora Villota 383 Página 10 Página 11 Página 12 Página 1 Página 13
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