UPC Mecanica de Estructuras - Libro 1, Resistencia de Materiales
Mecanica y Resistencia
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7/25/2019 Mecanica y Resistencia
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MECANICA Y RESISTENCIADE MATERIALES
Ing. Edwin Cuadros Camposano
UNIDAD 2: ANALISIS DE ESTRUCTURAS
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REPASO DE SEMANA 1:
1. Tipos de apoyo en estructuras.
Articulacin Apoyo
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REPASO DE SEMANA 1:
2. Condiciones de equilibrio.
Suma de fuerzas (!" ser# cero$
Suma de momentos (%" ser# cero$
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REPASO DE SEMANA 1:
Caracter&sticas 'rmadura$
a" Elementos que solo soportan carga aial.
b" El peso de los elementos es despreciable.
c" )a longitud de los elementos debe ser grandecomparada con la secci*n trans+ersal.
d" )as uniones son articuladas y all& se debe aplicar las
cargas.
e" Este modelo estructural es aplicable a puentes,cubiertas y fac-adas.
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REPASO DE SEMANA 1:
Nodo
Elemento
Luz
Cumbre
artes de una armadura
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UNIDAD 2: ANALISIS DE ESTRUCTURAS
)ibros de consulta$
%ecanica /ectorial para Ingenieros
%ec#nica de %ateriales autor$ 0eer, o-nston, %azure, Einserberg.
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OBJETIVO DE LA UNIDAD 2
El ob3eti+o del an#lisis estructural consiste en
calcular las fuerzas internas en los elementos de
una estructura.
En el an#lisis estructural debe tenerse en cuenta
las siguientes condiciones$
Suma de fuerzas (!" ser# cero$
Suma de momentos (%" ser# cero$
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TIPOS DE ESTRUCTURAS
1. Armaduras$ Compuesto por elementos que soloresisten tracci*n y compresi*n. )as uniones son
articulaciones sin fricci*n.
2. Armazo!s$ Contiene al menos un elemento sobreel cual act4an 5 o mas fuerzas.
". M#$u%as$ Sistema que contiene partes m*+ilesdise6adas para transmitir y modificar fuerzas.
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ARMADURAS
Tomado de Beer/Johnst
Armaduras$ Compuesto por elementos que solo resisten tracci*ny compresi*n. )as uniones son articulaciones sin fricci*n.
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ARMA&'N
Tomado de Beer/Johnst
Armazo!s$ Contiene al menos un elemento sobre elcual act4an 5 o mas fuerzas.
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MA(UINA
%#quinas$ Sistema que contiene partes m*+iles
dise6adas para transmitir y modificar fuerzas.
El principal ob3eti+o es transformar fuerzas de entrada
enfuerzas de salida
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NODOS EN CONDICIONES ESPECIALES DE CAR)A
A B
7odo con solo dos elementos y sin carga, puede estar
en equilibrio solamente si las fuerzas en ambos
elementos son cero.
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NODOS EN CONDICIONES ESPECIALES DE CAR)A
A B C
7odo con tres elementos donde dos elementos tienen la misma l&nea de acci*n y
nodo sin carga. Estos nodos el equilibrio se dar# solamente si los elementos que
tienen la misma l&nea de acci*n tienen fuerzas iguales, mientras el tercer
elemento tendr# fuerza cero.
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NODOS EN CONDICIONES ESPECIALES DE CAR)A
A
7odo con cuatro elementos donde dos y dos tienen la misma l&nea de acci*n y en el nodo no
-ay ninguna carga. Este nodo puede estar en equilibrio solamente cuando los elementos que
tienen la misma l&nea de acci*n tienen fuerzas iguales.
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ARMADURA COMPUESTA
1. %8todo de nodos.
2. %8todo de secciones.
Es muy 4til cuando se requiere -allar la fuerza enuna secci*n. )as fuerzas en los elementos cortados
deben tener el +alor 3usto necesario para mantenerlo en
equilibrio.
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CASO 1
Tomado de Beer/Johnst
Una armadura para techo de estadio se carga en la forma que semuestra la gura !etermine la fuerza en los elementos "B# "$% &$
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CASO 2
Tomado de Beer/Johnst
Una armadura para techo de estadio se carga en la forma que
se muestra la gura !etermine la fuerza en los elementos "E#E& % &J
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CASO "
Tomado de Beer/Johnst
La armadura que se muestra en la gura se dise'( para
sostener el techo de un mercado de alimentos )ara las cargasdadas# determine la fuerza en los elementos &$# E$ % E*
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CASO *
Tomado de Beer/Johnst
Una armadura polinesia# o de dos tiros# para techo se carga en
la forma que muestra la gura !etermine la fuerza de loselementos ! E& % E$
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CASO ,
Tomado de Beer/Johnst
!etermine la fuerza en los elementos !$ % & de la armadura
que se muestra en la gura 01ugerencia2 use la secci(n aa3
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CASO -
Tomado de Beer/Johnst
!etermine la fuerza en los elementos $J e 4 de la armadura que
se muestra en la gura 01ugerencia2 use la secci(n bb3
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CASO
Tomado de Beer/Johnst
!etermine la fuerza que act5a sobre el elemento B! % lacomponente de la reacci(n en C
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CASO /
Tomado de Beer/Johnst
!etermine los componentes de todas las fuerzas que act5an
sobre el elemento "BC! del ensamble que se muestra en lagura
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CASO 10
Tomado de Beer/Johnst
!etermine la fuerza que act5a sobre el elemento B! % la
componente de la reacci(n en C
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CASO 12
Tomado de Beer/Johnst
!etermine los componentes de las reacciones en " % E si se
aplica una fuerza de 78- N dirigida 9erticalmente hacia aba:o a3en B % b3 en !
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CASO 1"
Tomado de Beer/Johnst
!etermine todas las fuerzas e:ercidas sobre el elemento " si el
marco se carga con una fuerza de ;- lb dirigida horizontalmentehacia la derecha % se aplica a3 en el punto ! % b3 en el punto E
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CASO 1*
Tomado de Beer/Johnst
Un tubo de < pies de di=metro se sostiene cada >? fts mediante
un marco peque'o como el que se muestra en la gura 1i sesabe que el peso combinado del tubo % su contenido es de 8--lb/fts % se suponen supercies sin fricci(n# determine lascomponentes a3 de la reacci(n en E % b3 de la fuerza e:ercida enC sobre el elemento C!E
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CASO 1+
Tomado de Beer/Johnst
La cabina % la unidad motriz de la retroe@ca9adora que semuestra en la gura est= conectada mediante un perno 9ertical
localizado ,m detr=s de las ruedas de la cabina# % la distanciadesde C hasta ! es de >m El centro de gra9edad de la unidadmotriz de -- .N % la carga de 78 .Nse localizan# respecti9amente# en $ c % $l 1i se sabe que el
tractor esta en reposo sin aplicar sus frenos# a3 las reacciones en
cada una de las cuatro ruedas % b3 las fuerzas e:ercidas sobre launidad motriz en C % !
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CASO 1,
Tomado de Beer/Johnst
El mo9imiento del cubo de la retroe@ca9adora que se muestraen la gura se controla mediante los cilindros hidr=ulicos "!# C$
% E& !ebido a un intento por sacar de su posici(n una porci(nde losa# se e:erce una fuerza ) de , .ips sobre los dientes delcubo en J 1i se sabe que -+;8A# determine la fuerza e:ercidapor cada cilindro
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CASO 1-
Tomado de Beer/Johnst
!etermine la magnitud de las fuerzas de apriete e:ercidas sobrela tuerca a lo largo de la lnea aa cuando se aplican dos fuerzas
de 8- lb sobre los mangos# como se muestra en la gura1uponga que los pernos " % ! se deslizan libremente en lasranuras de las mandbulas
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CASO 1
Tomado de Beer/Johnst
Con el brazo de e@tensi(n telesc(pica "BC se le9anta unaplataforma para traba:adores de la construcci(n La masa
con:unta de los traba:adores % de la plataforma es de ,-- .g %su centro de gra9edad compuesto se localiza directamente porencima de C )ara la posici(n en la cual- + ,-A - + ,-A# determine a3 la fuerza e:ercida en B por elcilindro hidr=ulico simple B! % b3 la fuerza e:ercida sobre elsoporte del sistema en "
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CASO 1/
Tomado de Beer/Johnst
"l usar las pinzas cortadoras para pernos que se muestran en lagura# un traba:ador aplica dos fuerzas de
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LO)ROS
>Cuales son los tipos de apo%oe estructuras
,Condiciones de equilibrio#para armaduras
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