Libro de Analisis Ing. Genaro
February 26, 2017 | Author: misarfo | Category: N/A
Short Description
Download Libro de Analisis Ing. Genaro...
Description
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
MG. ING. GENARO DELGADO CONTRERAS OCTUBRE 2014
A MI HIJA MARÍA ELENA, CON TODO CARIÑO Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Esta obra está dedicada a mis queridos alumnos de la escuela de Ingeniería Civil de la UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO- SEDE PRINCIPAL TRUJILLO que gracias a su entusiasmo y perseverancia hicieron posible esta gran obra maestra la cual presentare a continuación.
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 1. Calcular 𝛿𝐵 =?
𝑀 = −20𝑋 𝑀(0) = 0 𝑀(20) = −400 𝑘𝑔
𝜃𝐴𝐵 = 𝜃𝐴 + 𝜃𝐵 𝜃𝐴𝐵 = 𝜃𝐵 𝐸𝐼 𝜃𝐴𝐵 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 𝐸𝐼 𝜃𝐵 =
−(400)(20) 2
𝜃𝐵 =
𝐸𝐼 𝑡𝐵⁄ = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐵𝐴 × 𝑋̅𝐵 𝐴
𝐸𝐼 𝑡𝐵⁄ = 𝐴
−(400)(20) 2 × ( × 20) 2 3
𝑡𝐵⁄ = 𝐴
−160000 3 𝐸𝐼
−4000 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2. Calcular 𝛿𝐵 =?
𝑀 = −20𝑋 𝑀(25) = −500 𝑘𝑔
𝑀 = −10𝑋 𝑀(20) = −200 𝑘𝑔
𝑀 = −25𝑋 𝑀(20) = −125 𝑘𝑔
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
ℎ1 15 = 500 25 ℎ1 = 300 ℎ2 10 = 200 20 ℎ2 = 100
𝜃𝐴𝐵 = 𝜃𝐵 𝐸𝐼 𝜃𝐴𝐵 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 𝐸𝐼 𝜃𝐵 = −(300) × (10) − (
200 × 10 100 × 10 125 × 5 )−( ) − (100 × 10) − ( ) 2 2 2 𝜃𝐵 =
−11625 2𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑃𝐿2 𝑃𝐿2 + 16 𝐸𝐼 16 𝐸𝐼
𝜃12 =
𝜃12 =
𝑃𝐿2 8 𝐸𝐼
FLECHA MAXIMA
𝐿 𝑦 =2 𝑃𝐿 𝐿 2 𝑃𝐿2 𝑦= 4 𝐿 𝑦=
𝑃𝐿 4
𝐸𝐼 𝑡1⁄ = 𝛿𝑚𝑎𝑥. = 𝑃𝐿 3
𝛿𝑚𝑎𝑥. =
1 𝑃𝐿 𝐿 2 𝐿 ( )( )( ) 2 4 2 32
𝑃𝐿3 𝛿𝑚𝑎𝑥. = 48
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
3.
Calcular 𝜃1 , 𝜃2 , 𝛿𝑣2
DMF:
Deformada:
𝐸𝐼 𝑡2⁄ = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)12 . ̅̅̅ 𝑥2 1 1 2 𝐸𝐼 𝑡2⁄ = (−𝑃𝐿)(𝐿) ( 𝐿) 1 2 3 −𝑃𝐿3 𝐸𝐼 𝑡2⁄ = 1 3 𝐸𝐼
𝜃1 = 0
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝜃12
𝜃12 = 𝜃2 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)12 𝐿
𝜃12 = (−𝑃𝐿) ( ) 𝜃12 =
−𝑃𝐿2
2
2 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Ejemplo 3:
Calcular 𝛿𝐻 3 , 𝜃3 𝑦 𝛿𝑉 2
∑ 𝑀1 = 0
∑ 𝐹𝐻 = 0
𝑀1 = 𝑃𝐿
𝑅𝐻1 = 𝑃
Barra 2-3 Barra 1-2
𝑀𝑥 = −𝑃𝐿 𝑀𝑥 = 𝑃𝑥 − 𝑃𝐿 𝑀𝑜 = −𝑃𝐿 𝑀𝐿 = 0
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
∆𝐻3 = 𝑡3⁄ + 𝜃2 𝐿 2
𝐸𝐼 𝑡3⁄ = ( −𝑃𝐿) ( 2
𝑡3⁄ = 2
∆𝐻3 =
𝐿 2 ) ( 𝐿) 2 3
−𝑃𝐿3 3𝐸𝐼
−𝑃𝐿3 𝑃𝐿2 − (𝐿) 3𝐸𝐼 𝐸𝐼
∆𝐻3
−4𝑃𝐿3 = 3𝐸𝐼
Calculo del 𝜃2
𝐸𝐼𝜃12 = ( 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹 )12 𝐸𝐼𝜃12 = (−𝑃𝐿)(𝐿) 𝐸𝐼𝜃12 = −𝑃𝐿2 𝜃12 = −
𝑃𝐿2 𝐸𝐼
𝜃2 = 𝜃12 * Por lo tanto:
𝜃2 = −
𝑃𝐿2 𝐸𝐼
Calculo del 𝜃3 𝐸𝐼𝜃23 = ( 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹 )23 𝐸𝐼𝜃23 = (−
𝑃𝐿 )(𝐿) 2
𝐸𝐼𝜃23 = − 𝜃23 = −
𝑃𝐿2 2
𝑃𝐿2 2𝐸𝐼
𝜃23 = 𝜃2 + 𝜃3 −𝜃3 = 𝜃2 − 𝜃23 −𝜃3 = − 𝜃3 =
𝑃𝐿2 𝐸𝐼
−
𝑃𝐿2 2𝐸𝐼
3𝑃𝐿2 2𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 4: Calcular reacciones de las siguiente figura, 𝑅𝐴 , 𝑅𝐵 , 𝑀𝐴 , 𝑀𝐵 y flecha cuando 𝑥 = 3𝑎
DMF POR PARTES:
DEFORMADA:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
ECUACIÓN DE MOMENTO POR PARTES: REACCION: 𝑀𝑥 = 𝑅𝑎𝑥
𝑀(4𝑎) = 4𝑎(𝑅𝑎 )
CARGA AUMENTADA: 𝑀𝑥 = −
𝑞𝑥 2
𝑀(3𝑎) =
2
−9𝑞𝑎2 2
CARGA FICTICIA: 𝑀𝑥 =
𝑞𝑥 2
𝑀(𝑎) =
2
𝑞𝑎2 2
MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO: 𝑀𝑥 = 𝑀𝑎
𝑀(4𝑎) = 𝑀𝑎
𝐂𝐀𝐋𝐂𝐔𝐋𝐎 𝐃𝐄: 𝐄𝐈𝐭 𝟐⁄ = 𝟎 𝟏
𝐸𝐼𝑡2⁄ = ( 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹 )21 . ̅̅̅ 𝑋2 1
4𝑎 1 1 1 𝑞𝑎2 𝑎 0 = ( 4𝑎 𝑀𝐴 ) ( ) + ( 4𝑎 𝑅𝐴 )(4𝑎 ) ( × 4𝑎 ) + ( ) (𝑎) 2 2 3 3 2 4 2 1 −9𝑞𝑎 1 − ( ) (3𝑎) ( ) (3𝑎) 3 2 4 32 𝑞𝑎4 27 4 3 0 = ( 8𝑎 𝑀𝐴 ) + 𝑅 (𝑎 ) + − 𝑞𝑎 3 𝐴 24 8 2
0 = ( 8𝑎2 𝑀𝐴 ) + 0 = ( 8 𝑀𝐴 ) +
32 3
32 3
𝑅𝐴 (𝑎3 ) −
𝑅𝐴 (𝑎 ) −
10 3
10 3
𝑞𝑎4 ……. (1)
𝑞𝑎2 …….. (1)
Calculo de 𝛉𝟏𝟐 = 𝟎 𝐸𝐼𝜃12 = ( 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹 )12
1 1 2 1 −9𝑞𝑎2 0 = ( 4𝑎 𝑀𝐴 ) + 4𝑎 𝑅𝐴 (4𝑎) + ( 𝑞𝑎 ) (𝑎) − ( ) (3𝑎) 2 3 3 2 0 = ( 4𝑎 𝑀𝐴 ) + 8𝑎2 𝑅𝐴 +
𝑞𝑎3 9𝑞𝑎3 − ( ) 6 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
0 = ( 4𝑎 𝑀𝐴 ) + 8𝑎2 𝑅𝐴 + 0 = ( 4 𝑀𝐴 ) + 8𝑎𝑅𝐴 +
13𝑞𝑎3 3
13𝑞𝑎2 3
……. (2) ……. (2)
Ecuaciones (1) y (2)
(8 𝑀𝐴 ) +
32 𝑎𝑅𝐴 3
( 4 𝑀𝐴 ) + 8𝑎𝑅𝐴 (8 𝑀𝐴 ) +
32 𝑎𝑅𝐴 3
(−8 𝑀𝐴 ) + 16𝑎𝑅𝐴
10 2 𝑞𝑎 3 13 3 = 𝑞𝑎 → 𝑥(−2) 3 10 2 = 𝑞𝑎 3 26 3 = − 𝑞𝑎 3 =
−16 −16 2 𝑎𝑅𝐴 = 𝑞𝑎 3 3 Reemplazando 3 en 2 13 2 𝑞𝑎 3 13 2 (4 𝑀𝐴 ) + 8 𝑎(𝑞𝑎) = 𝑞𝑎 3 13 2 ( 𝑀𝐴 ) + 2𝑞𝑎2 = 𝑞𝑎 12 −11 2 𝑀𝐴 = 𝑞𝑎 12 (4 𝑀𝐴 ) + 8 𝑎𝑅𝐴
=
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Regresando a la imagen General 11 2 𝑞𝑎 = 𝑀𝐵 12
11 2 𝑞𝑎 = 𝑀𝐴 12
∑ 𝐹𝑦 = 0
∑ 𝑀𝐵 = 0
𝑞𝑎 − 2𝑞𝑎 − 𝑅𝐵 = 0
11 𝑞𝑎2 12
− 4𝑎𝑞𝑎 + 2𝑞𝑎(2𝑎) =
11 𝑞𝑎2 12
− 4𝑞𝑎2 + 4𝑞𝑎2 = 𝑀𝐵
𝑀𝐵 𝑅𝐵 = 𝑞𝑎
𝑀𝐵 =
11 2 𝑞𝑎 12
Calculo de la Flecha cuando 𝑥 = 3𝑎 , (trabajamos de Derecha a Izquierda) 𝑀𝐵 =
11 2 𝑞𝑎 12
𝑅𝐵 = 𝑞𝑎
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Calculo de la Flecha cuando 𝑥 = 3𝑎 , (trabajamos de Derecha a Izquierda) 11 2 𝑀𝐵 = 𝑞𝑎 12
11 2 𝑞𝑎 12
𝑀𝑥 = −
11 2 𝑞𝑎 12
𝑀(𝑎) = −
𝑅𝐵 = 𝑞𝑎
11 2 𝑞𝑎 12
𝑀𝑥 = 𝑞𝑎𝑥 𝑞𝑎
𝑀(𝑎) = 𝑞𝑎2
𝑞𝑎2 −
11 2 𝑞𝑎 12
𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐵 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐶𝐵 ̅̅̅ 𝑋𝑐 𝑡𝐶𝐵
1 𝑎 11 𝑎 𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐵 = (𝑞𝑎2 )(𝑎) − ( 𝑞𝑎2 ) (𝑎) 2 3 12 2 1 11 𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐵 = 𝑞𝑎4 − 𝑞𝑎4 6 24 𝑡𝐶/𝐵 = −
7 𝑞𝑎4 24 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I EJEMPLO 5: Para el pórtico Mostrado. Calcular el Desplazamiento en 2
Calculo de Reacciones 𝑅𝑉3 = 𝑃
𝑀1 = 0 −𝑃𝐿 + 𝑅𝑉3 (𝐿) = 0 𝑀𝑉3 = 𝑃
𝑅𝐻1 = 𝑃 𝑅𝑉1 = 𝑃
𝑀𝑋 = 𝑃𝑥
𝑀𝑋 = 𝑃𝑥
𝑀(𝐿) = 𝑃𝐿
𝑀(𝐿) = 𝑃𝐿 ∆𝐻2
∆𝐻2 𝜃2 𝑡3/2
𝜃2
𝜃1
𝑡1/2 𝜃2 𝐿 𝐸𝐼𝑡1/2 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)12 ̅̅̅ 𝑋1 1
𝐸𝐼𝑡1/2 = 2 (𝑃𝐿)(𝐿) 𝐸𝐼𝑡1/2 =
𝐸𝐼𝑡3/2 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)32 ̅̅̅ 𝑋3
2 𝐿 3
1
𝐸𝐼𝑡3/2 = 2 (𝑃𝐿)(𝐿)
𝑃𝐿3 3
𝐸𝐼𝑡3/2 =
𝑃𝐿3
2 𝐿 3
𝑃𝐿3 3
𝑃𝐿3
𝑡1/2 = 3𝐸𝐼
𝑡3/2 = 3𝐸𝐼
PL3 1 θ2 = ( ) 3 L θ2 =
PL2 3EI
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
∆H2 = T1⁄ + θ2 L 2
PL3 PL2 (L) ∆H2 = + 3EI 3EI
𝟐𝑷𝑳𝟑 ∆𝑯𝟐 = 𝟑𝑬𝑰
EJEMPLO 6: Para el pórtico mostrado calcular el ΔH2 y el ΔH4
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
t1/2 =
Ѳ2 =
𝑃𝐿3 3𝐸𝐼
t 3/2 𝑙
t3/2 =
Ѳ2 =
𝑃𝐿3 3𝐸𝐼
𝑃𝐿2 3𝐸𝐼
ΔH2 = t1/2 + Ѳ2 (L)
ΔH2 =
𝑃𝐿3 3𝐸𝐼
+
𝑃𝐿2 3𝐸𝐼
(𝑙) ΔH2 =
𝟐𝑷𝑳𝟑 𝟑𝑬𝑰
Calculo del ΔH4
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EI t2/3 = (Área DMF)23 X2 1
𝐿
2
2
Ѳ3 =
EI t2/3 = (PL) (L) ( ) EI t2/3 = t2/3=
Ѳ3 =
𝑃𝐿3
Ѳ3 =
6
𝑡2/3 𝐿
𝑃𝐿3
1
x 6𝐸𝐼 𝐿 𝑷𝑳𝟐 𝟔𝑬𝑰
𝑷𝑳𝟑 𝟔𝑬𝑰
ΔH4 = ΔH2 + Ѳ3 L ΔH4 =
2𝑃𝐿3 3𝐸𝐼
ΔH4 =
+ 6𝐸𝐼 𝐿
2𝑃𝐿3 3𝐸𝐼
ΔH4 =
𝑃𝐿2
𝑃𝐿3
+ 6𝐸𝐼
𝟓𝑷𝑳𝟑 𝟔𝑬𝑰
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 7: Calcular el ΔH3 y el Ѳ3
• EI Ѳ13 = (Área DMF)13 EI Ѳ13 =
1 2
(2𝑞𝑎
2 )(
𝑎) +
1 𝑞𝑎2 3
2
EI Ѳ13 = 2𝑞𝑎3 +
(𝑎) 𝑞𝑎3 6
Ѳ13 = −
𝑞𝑎2 2
- 𝑞𝑎3 -
1
(2𝑎) - (2𝑞𝑎2 )(𝑎) 3
4𝑞𝑎3 3
𝒒𝒂𝟑 𝟔𝑬𝑰
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EI tc/a= (Área DMF)31 X3 1
2𝑎
2
3
EI tc/a= (2𝑞𝑎2 )(𝑎) EI tc/a =
4𝑞𝑎4 3
+
𝑞𝑎4 24
+
1 𝑞𝑎2 3
4
− 𝑞𝑎 −
(𝑎)
2
𝑎 4
-
𝑞𝑎2 2
1
2𝑎
3
4
(2𝑎)(𝑎) - (2𝑞𝑎2 )(𝑎)
2𝑞𝑎4 3
tc/a = −-
𝟕𝒒𝒂𝟒 𝟐𝟒𝑬𝑰
EJEMPLO 7: Calcular el Δv3 y el Ѳ3
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
• EI t3/2 = (Área DMF)23 X3 EI t3/2 =
1 3
2
𝑥 − 2𝑞𝑎 𝑥 2𝑎 𝑥 4
EI t3/2 = −2𝑞𝑎 + t3/2 = −
𝟏𝟓𝒒𝒂𝟒 𝟖𝑬𝑰
3 4
2𝑎 +
1 𝑞𝑎2 3
(
2
1
)𝑥𝑎𝑥 𝑎 4
𝑞𝑎4 8
= Δv3
• EI Ѳ13 = (Área DMF)13 EI Ѳ13 = EI Ѳ13 =
1 𝑞𝑎2 3
2
𝑞𝑎3 6
(𝑎) −
−
1 3
(2𝑞𝑎2 )(2𝑎)
4𝑞𝑎3 3
Ѳ13 =
𝟕𝒒𝒂𝟑 𝟔𝑬𝑰
= Ѳ3 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 8: calcular ϴA ϴB
1.
Cálculo de reacciones:
∑ 𝑀A = 0 (RB) (3) - (300) (2) (2) = 0 RB = 400 N ∑ 𝑀C = 0 (300) (2) (1) – RA (3) = 0 RA = 200 N 2.
Cálculo de momentos:
M = 200x M(0) = 0
M(3) = 600
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
M= - 300x2 / 2 M(x=0) = 0
M(x=2) = -600
DMF
DEFORMADA
Calculo de ϴA = tC/A/3 EI tC/A = (Área DMF)CA Xc 1
1
1
2
EI tC/A = 2(600)(3)(3ˣ3) - 3(600)(2) (4) EI tC/A = 900-200 tC/A =
700 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
700
ϴA= 3𝐸𝐼 ϴA=
tC/A 3
Cálculo ϴB = tA/C/3 EI tA/C = (Área DMF)AC XA 1
2
1
3
EI tA/C = 2(600)(2)(3ˣ3) - 3(600)(2) (1+4(2)) EI tA/C =1200-1000 TA/C =
200 𝐸𝐼
ϴB = tA/C/3 200
ϴA= 3𝐸𝐼
EJEMPLO 9: Calcular giros
1. Cálculos de reacciones: ∑ 𝑀A = 0 1
RB (6) = 2 (600) (3) (4) RB = 600
RA = 300 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
2.
Cálculo de momentos:
M = 300x M(x=0) = 0
M(x=5) =1500
ℎ 𝑥
=
600 3
h = 200x
M= -100x2(x/3) M(x=0) = 0
M(x=3) = -900
Trabajamos de derecha a izquierda:
M= 600x
M(x=0) = 0
M(x=1) = 600
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
DMF
DEFORMADA
Calculo de tD/A EI tD/A = (Área DMF)DA XD 1
1
1
2
1
2
EI tD/A = 2(1500)(5)(1+3ˣ5)+ 2(600)(1) (3 ˣ1)- 4(900)(3)(1+3 ˣ3) EI tD/A = 10000 + 200 - 1080 TD/A =
9120 𝐸𝐼
Cálculo tA/D: EI tA/D = (Área DMF)AD XA 1
2
1
1
1
4
EI tA/D = 2(1500)(5)(3ˣ5)+ 2(600)(1) (5+3)- 4(900)(3)(2+5 ˣ3)
tA/D = 11130/EI
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 10: Calcular la pendiente y la deflexión máxima en la viga en voladizo.
W A
B MC L
RC
Calculo de reacciones: ∑ 𝑀B = 0
∑ 𝑌=0
MB = (WL/2) (2L/3)
RB=WL/2
MB= WL2/3 Trabajando de derecha a izquierda
Mx= WL/2 M(x=0) = 0
M(x=L) = WL2/2
Mx= WL2/3
B
ℎ 𝑊
𝑥
=𝐿
h= Wx/L
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
1
Mx=-Wx2/2L (3x)
Mx=-Wx2/6L M(x=0) = 0 M(x=L) = WL2/2
DMF: L A
B
WL2/2
+
-WL2/3
-
-WL2/6
-
DEFORMADA: B
A
𝒕𝑨⁄𝑩
EI tA/B = (Área DMF)AB XA 1
𝐿
𝐿
1
𝐿
EI tA/B = 2(WL2/2)(L)(3) – (WL2/3) 2(L) - 4(WL2/6)(L)(3) EI tA/B = WL4/12 – WL4/6 – WL4/120 −11
TA/B = 120𝐸𝐼WL4
Calculo de ϴA ϴA= ϴAB= (Área DMF)AB 1
1
ϴA= 2(WL2/2)(L) - (WL2/3) - 4(WL2/6)(L) ϴA= WL3/4 – WL3/3 – WL3/24 ϴA= - WL3/8EI Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 11: Calcular las deflexiones en A y B.
150 N/m A
B 2m
C MC 2m
RC
1.- Cálculo de reacciones: ∑ 𝑀C = 0 (150) (2) (3) – MC = 0 MC = 900 N/m
∑ 𝑀A = 0 (RC) (4) - (150) (2) (1) - 900 = 0 RC = 300 N
150 N/m
Mx =
−150𝑥 2 2
Mx 𝑀𝑥 = −75𝑥 2 x/2 x/2
M(0) = 0
M(4) = -1200
x x x/2 x/2
Mx =
−150𝑥 2 2
𝑀𝑥 = 75𝑥 2 Mx M(0) = 0 M(2) = 300
150 N/m
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Diagrama de momento flector:
2m
2m 150
A
+
B
-1200 2m
2m
Deformada: A
C
B
𝒕𝑨⁄𝑪
𝒕𝑩⁄𝑪 = 𝜹𝑩
EI tA/C = (Área DMF)AC XA 1
3
1
𝒕𝑨⁄𝑪 = 𝜹𝑨 =
−4100
3
EI tA/C = 3(300)(2)(2+4ˣ2) - 3(1200)(4) (4 ˣ4) EI tA/C = 700 – 4800 𝐸𝐼
Para el cálculo de 𝛿𝐵 solo usamos el área de la figura (AB). Hacemos un nuevo DMF.
4m A
B +
-900
C
600
-
-300 EI tB/C = (Área DMF)BC 𝑋̅ B 1
1
2
EI tB/C = 2(600)(2)(2+3ˣ2) - (900)(2) (2) Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I EI tA/C = 400 – 1800 −1400
𝒕𝑩⁄𝑪 = 𝜹𝑩 =
𝐸𝐼
𝑁𝑚3
EJEMPLO 12: Calcular las 𝛿𝐴 2KN
4KN
A
B
C MC
1.5 m
1m
RC
1.- Cálculo de reacciones: ∑ 𝑀C = 0 (2) (2.5) + (4)(1) - MC = 0 MC = KN/m
∑ 𝐹V = 0 RC - 2 - 4 = 0 RC = 6 KN
2 KN
Mx = -2x KN.m Mx
x
M(0) = 0 M(2.5) = -5KN.m
4 KN
Mx = -4x KN.m Mx
x
M(0) = 0 M(1) = -4KN.m
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Diagrama de momento flector: 𝟐
𝟏
𝟑
𝟑
- -4KN.m - -5KN.m
A 𝟐∗𝟐.𝟓
𝟐.𝟓
𝟑
𝟑
Deformada: A
C
B
𝒕𝑨⁄𝑪
𝒕𝑩⁄𝑪 = 𝜹𝑩
EI tA/C = (Área DMF)AC XA 1
2
1
2
EI tA/C = 2(-5)(2.5)(3ˣ2.5) - 2(4*1)(1.5 + 3) EI tA/C = −
125 𝐾𝑁.𝑚3 12
𝒕𝑨⁄𝑪 = 𝜹𝑨 = −
–
13 𝐾𝑁.𝑚3 3
14.75 𝐾𝑁.𝑚3 𝐸𝐼
cálculo de 𝛿𝐵 .
EI tB/C = (Área DMF)BC 𝑋̅ B 1
2
1
1
2
EI tB/C =- 2(4)(1)(3ˣ1) - (3)(1)(2) - 2(2)(1)(3ˣ1) EI tA/C = -
4 3
3
2
2
3
- -
𝒕𝑩⁄𝑪 = 𝜹𝑩 =
−7 2𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 13.- Determinar la máxima deflexión para la figura.
Calculo de reacciones 𝑅𝐶 =
𝑊𝐿 2
∑𝑀𝐶 = 0 𝑊𝐿 3𝐿 ( ) = 𝑀𝐶 2 4 3𝑊𝐿2 𝑀𝐶 = 8
TRANSFORMADO LA FIGURA: Primer método
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
WX
Mx =
−𝑊𝑥 2 2
M(0)=0
x/2 x/2
M(L)=
−𝑊𝐿2 2
x x
Mx =
𝑊𝑥 2 2
x/2 x/2 𝐿
M(0)= 0 M(2) =
𝑊𝐿2 8
WX
DMF
EI tA/C = (Área DMF)AC XA 1
𝐿
𝐿
3𝐿
1
EI tA/C = 3(WL2/8)(2) (2 +4 2) – 3 (WL2/2) EI tA/C =
tA/C =
7𝑊𝐿4 384
-
3𝐿 4
(L)
𝑊𝐿4 8
−41𝑊𝐿4 384 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Segundo método
DMF
+
WL2/2
-
-3WL2/8 -WL2/8
-
M=
𝑊𝐿 2
x
M(x=L)=
𝑊𝐿2 2
3𝑊𝐿2
M= WX
Mx =
x/2 x/2
8 −𝑊𝑥 2
M(0)=0
2
𝐿
M(2)=
−𝑊𝐿2 8
x
Deformada A
𝒕𝑨⁄𝑪
B
C
𝒕𝑩⁄𝑪
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EI tA/C = (Área DMF)AC XA 3𝑊𝐿2
1
EI tA/C = 2(WL2/2)(L) - ( EI tA/C = tA/C =
𝑊𝐿4 12
-
3𝑊𝐿4 16
-
8
𝐿
1
𝐿
)(L) 2 – 3 (WL2/8) 2
𝑊𝐿4 384
−41𝑊𝐿4 384 𝐸𝐼
EJEMPLO 14.- calcular la deflexión y la pendiente en un punto x=2m.
CALCULO DE REACCIONES ∑𝑀𝐴 = 0 𝑀𝐴 = (
1200 ) (3)(2) 2
∑𝑀𝐴 = 3600 N.m
Calculo de DMF 𝑀𝑋 = 1800𝑋 𝑀0 = 0 𝑀3 = 5400 𝑅𝐴 = 1800 𝑀𝑋 = −3600
ℎ 𝑥 = 1200 3 h = 400x
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑋 = (−200𝑋 2 )
𝑋 3
−200𝑋 3 𝑀𝑋 = ( ) 3 𝑀0 = 0
𝑀2 =
−1600 3
𝑀3 = −1800
DMF por partes:
DEFORMADA
Calculo de 𝒮𝐵 cuando x=2m
𝑡𝐵/𝐴 = 𝒮𝐵 𝐸𝐼𝑡𝐵/𝐴 =(𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐵/𝐴 ̅̅̅̅ 𝑋𝐵 1
1
2
3
𝐸𝐼𝑡𝐵/𝐴 = (3600 ∗ 2)
∗ 2 − (3600 ∗ 2)(1) −
1 1600 4
3
∗2
1 3
∗2
𝐸𝐼𝑡𝐵/𝐴 = 2400-7200-320/3 𝑡𝐵/𝐴 =
−14720 3𝐸𝐼
𝒮𝐵 = -
14720 3𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Calculo de la pendiente cuando x=2m 𝜃𝐴𝐵 =𝜃𝐵 𝐸𝐼𝜃𝐵 =(𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 1
1 3600
2
4
𝐸𝐼𝜃𝐵 = (3600 ∗ 2) − (3600 ∗ 2) − 𝐸𝐼𝜃𝐵 =3600 − 7200 − 𝜃𝐵 =
3
∗2
800 3
−11600 3𝐸𝐼
EJEMPLO 15: Calcular la flecha máxima para la viga mostrada.
𝑀𝑋 = 100𝑋 𝑀(1) = 100 𝑀(3) = 300
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑋 = −100𝑋 𝑀(1) = −300
DMF
DEFORMADA
𝐸𝐼tB/A= (𝐴𝐷𝑀𝐹)B/A XB 1
𝐸𝐼tD/A= 2 (300 ∗ 3) tD/A=
1 3
1
∗ 1 − 2 (800 ∗ 1)
400 𝐸𝐼
ΘA= ΘA=
tB/A 3
400 3𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
1
EIΘAC= 2 (100𝑋)(𝑋) ΘA=
50𝑋 2 𝐸𝐼
ΘA= ΘAC 400 50𝑋 2 = 3𝐸𝐼 𝐸𝐼 8 3
= 𝑋2
X = 1.63
𝐸𝐼tC/A= (𝐴𝐷𝑀𝐹)C/A XC 1
𝐸𝐼tC/A= 2 (100𝑋)(𝑋)
TC/A=
1 3
𝑋
50𝑋 3 3𝐸𝐼
Por relación de triángulos δmáx + tC/A 𝑋 = tB/A 3 δmáx =
(tB/A)(X) − tC/A 3
δmáx = (
400 50 ) (1.63) − (1.63)3 3EI 3EI
δmáx =
145.155 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 16: Calcular la deflexión en el punto D.
∑ 𝑀A = 0 𝑅𝐶(3) = (500)(1) + (100)(4) 𝑅𝐶 = 300 ∑ 𝑀C = 0 𝑅𝐴(3) = (500)(2) − (100)(1) 𝑅𝐴 = 300 𝑁
𝑴X = 300𝑋
M (3) = 900
M X = −500𝑋 M (2) = −1000
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
M X = −100𝑋 M (1) = −100
DMF
DEFORMADA
1. Calculo de tA/C 𝐸𝐼tA/C= (𝐴𝐷𝑀𝐹) A/C XA 1
𝐸𝐼tA/C= 2 (900 ∗ 3) 𝐸𝐼tA/C= 2700 − tA/C
=
2 3
1
2
∗ 3 − 2 (1000 ∗ 2)(1 + 3 ∗ 2)
7000 3
1100 3𝐸𝐼
tA/C
=
1100 3𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2. Por relación de triángulos tenemos.
𝐷𝐸
= tA/C
1 3
𝐷𝐸 =
tA/C 1100 = 3 3 ∗ 3EI
𝐷𝐸 =
1100 9𝐸𝐼
3. Calculo de tD/C 𝐸𝐼tD/C= (𝐴𝐷𝑀𝐹) D/C XD 1
𝐸𝐼tD/C= − 2 (−100 ∗ 1) 100 TtD/C =100𝐸𝐼 D/C = 𝐸𝐼
2 3
∗1
4. Calculo de la deflexión en D (𝛿 D). 𝐷𝐸 = 𝛿𝐷 + tD/C 𝛿𝐷 = 𝐷𝐸 − tD/C 1100 100 𝛿𝐷 = − 9𝐸𝐼 𝐸𝐼 𝛿𝐷 =
1100 9𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 17: Calcular el valor de la deflexión en el punto medio claro de la viga mostrada.
Calculo de reacciones:
∑ 𝑀A = 0 𝑅𝐵(5) = 1200 + 4800 𝑅𝐵 = 1200
∑ 𝑀𝐹 Y = 0 𝑅𝐷 + 1200 − 1200 − 1200 = 0 𝑅𝐷 = 1200
DMF
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝑋 = 1200𝑋 𝑀(5) = 6000 𝑀(2.5) = 3000
𝑀𝑋 = −300𝑋2 𝑀(2.5) = −1875 𝑀(5) = −7500
𝑀𝑋 = −300𝑋2 𝑀(2) = −1200
𝑀𝑋 = −300𝑋2 𝑀(0.5) = 75 𝑀(3) = 2700
DEFORMADA
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Solución N° 01 𝐸𝐼tD/A= (𝐴𝐷𝑀𝐹) D/A XD 1
𝐸𝐼tD/A= 3 (2700 ∗ 3)
1 4
1 2
∗ 3 + (6000 ∗ 5)
1 3
1 3
∗ 5 − (7500 ∗ 5)
1 4
1 3
1 4
∗ 5 − (1200 ∗ 2)( ∗ 2)
11000
tD/A =
𝐸𝐼
1
𝐸𝐼tE/A= 3 (75 ∗ 0.5) tE/A =
1
1
∗ 0.5 + 2 (3000 ∗ 2.5) 4
1
1
1
∗ 2.5 − 3 (1875 ∗ 2.5)(4 ∗ 2.5) 3
2150 𝐸𝐼
Por relación de triángulos tenemos. 𝛿𝐸 + tE/A 2.5 = tD/A 5 𝛿𝐸 =
(tD/A)(2.5) − tE/A 5
𝛿𝐸 = (
11000 2.5 2150 )( ) − 𝐸𝐼 5 𝐸𝐼
𝛿𝐸 =
3350 𝐸𝐼
Rpta.
Solución N° 02 (OTRA SOLUCIÓN) Trazar una tangente en el punto E.
𝛿𝐸 = tA/E 𝐸𝐼 tA/E= (𝐴𝐷𝑀𝐹)A/E XA 1
3
𝐸𝐼tA/E= 3 (75 ∗ 0.5) 2 + 4 ∗ 0.5 +
1 2
(3000 ∗ 2.5)
2 3
1
3
∗ 2.5 − 3 (1875 ∗ 2.5)(4 ∗ 2.5)
𝐸𝐼tA/E= 3350
tA/E=
3350 𝐸𝐼
= 𝛿𝐸
Rpta.
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 18: Determinar el valor de 𝛿𝐵 de la viga
RC=400N
RC(3) = (600 ∗ 2)(1) RC = 400 ∑ 𝑀𝐹 Y = 0 400 + 𝑅𝐴 = 1200 𝑅𝐴 = 800
𝑀𝑋 = 400𝑋 𝑀(1) = 400 𝑀(3) = 1200
𝑀𝑋 = −300𝑋 2 𝑀(2) = −1200
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DMF.
400
DEFORMADA 𝜹𝑩
𝐸𝐼tA/C= (𝐴𝐷𝑀𝐹) C/A XC 1
1
𝐸𝐼tA/C= 2 (1200 ∗ 3)
1
∗ 3 − 3 (1200 ∗ 2) 3
1 4
∗2
𝐸𝐼tA/C= 1400 tA/C =
1400 𝐸𝐼
𝐸𝐼tB/C= (𝐴𝐷𝑀𝐹) C/B XB 1
𝐸𝐼tB/C= 2 (400 ∗ 1) tB/C=
1 3
∗1
200 3𝐸𝐼
Por relación de triángulos tenemos. 𝛿B + tB/C 1 = tA/C 3 𝛿B =
𝑡𝐴/𝐶 − 𝑡𝐵/𝐶 3 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝛿B =
𝛿B =
1400 200 − 3𝐸𝐼 𝐸𝐼
400 𝐸𝐼
EJEMPLO 19: Obtener el valor de 𝛿 bajo las cargas concentradas.
∑ 𝑀A = 0 RB(4) = (200 ∗ 1) + (500 ∗ 2) RB = 300
𝑀𝑋 = 400𝑋 𝑀(0) = 0 𝑀(2) = 800 𝑀(1) = 400
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑋 = −200𝑋 𝑀(0) = 0 𝑀(1) = −200
𝑀𝑋 = 300𝑋 𝑀(0) = 0 𝑀(2) = 600 DMF
DEFORMADA
tD/A
𝐸𝐼tD/A= (𝐴𝐷𝑀𝐹)D/A XD 𝐸𝐼tD/A= 2 (600 ∗ 2)
1
2
6400
−
𝐸𝐼tD/A= 800 + tD/A=
2700 𝐸𝐼
3
𝑵𝒎3
3
1
1
1
1
∗ 2 + 2 (800 ∗ 2) 2 + 3 ∗ 2 − 2 (200 ∗ 1) 2 + 3 ∗ 1 700 3
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
1
𝐸𝐼tC/A= 2 (800 ∗ 2) 𝐸𝐼tC/A= TC/A=
1600 3
−
1 3
1
∗ 2 − 2 (200 ∗ 1)
1 3
∗1
100 3
500 𝐸𝐼
𝐸𝐼tB/A= (𝐴𝐷𝑀𝐹)B/A XB 1
𝐸𝐼tB/A= 2 (400 ∗ 1) TB/A=
1 3
∗1
200 3𝐸𝐼
Calculo de flecha en C (relación de triángulos deformada) δC + tA/C 2 = tD/A 4 δC =
2(tD/A) − tA/C 4
δC =
2 2700 500 ∗ − 4 𝐸𝐼 EI
δC =
850 EI
δB =
1(tD/A) − tB/A 4
δB =
1 2700 200 ( )− 4 𝐸𝐼 EI
δB =
1825 3EI
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 20: Calcula el valor de la flecha bajo la carga concentrada de 100N.m
500 N
M = 1 0 0 N .m C
B
A 1m
D 1m
2m
R A = 400 N
R B = 100 N
CALCULO DE LAS REACCIONES: 𝑀𝐴 = 0 𝑅𝐵 (4) = 500(1) − 100 𝑅𝐵 = 100𝑁. 𝑚
𝑀𝐵 = 0 𝑅𝐴 (4) = 500(3) + 100 𝑅𝐵 = 400𝑁. 𝑚
𝑀𝑥 = 400𝑥 𝑀(0) = 0
𝑀(3) = 1200
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝑥 = −500𝑥 𝑀(0) = 0
𝑀(2) = −1000
𝑀𝑥 = 100𝑥 𝑀(0) = 0
𝑀(1) = 100
DMF:
1200
100
+
C
B
A
+
-
-1 0 0 0
DEFORMADA:
C
B
A 1m
1m
2m sc
t C /D
t A /D
𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴/𝐷 𝑋̅𝐴 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 =
1 2 1 1 1 2 (1200 × 3) ( × 3) + (100 × 1) (3 + × 1) − (1000 × 2) (1 + × 2) 2 3 2 3 2 3
𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 = 3600 + 𝑡𝐴/𝐷 =
500 7000 − 3 3
4300 3𝐸𝐼
𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐷 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐶/𝐷 𝑋̅𝐶 1 1 𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐷 = (100 × 1) ( × 1) 2 3 𝑡𝐶/𝐷 =
50 3𝐸𝐼
Por relación de triángulos, decimos: 𝛿𝐶 + 𝑡𝐶/𝐷 1 = 𝑡𝐴/𝐷 4 𝛿𝐶 =
𝑡𝐴/𝐷 − 𝑡𝐶/𝐷 4
4300 1 50 𝛿𝐶 = ( )( ) − 3𝐸𝐼 4 3𝐸𝐼 𝛿𝐶 =
1025 3𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 21: Calcular la deflexión en el centro de la viga, x = 2m.
8 0 0 N /m
B
A
C
1m
3m
R A = 300
R B = 900
CALCULO DE LAS REACCIONES:
𝑀𝐴 = 0 𝑅𝐵 (4) = (
800 × 3 ) (3) 2
𝑅𝐵 = 900 𝑁
𝑀𝐵 = 0 800 × 3 1 𝑅𝐵 (4) = ( ) ( × 3) 2 3 𝑅𝐴 = 300 𝑁 𝑀𝑋 = 300𝑋 𝑀(0) = 0
𝑀(4) = 1200
𝑀(2) = 600
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I ℎ 𝑥 = 800 4 ℎ = 200𝑥
𝑀𝑥 =
−100𝑥 3 3
𝑀(0) = 0 𝑀(1) =
−100 3
𝑀(3) = −900 DMF:
1200 +
A
B
D
C
1 0 0 /3 -
900
DEFORMADA:
A
B
C
D
sD
t D /A t C /A
600
𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐴 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐶/𝐴 𝑋̅𝐶 1 1 1 1 𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐴 = (1200 × 4) ( × 4) − (900 × 3) ( × 3) 2 3 4 5
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝐸𝐼𝑡𝐶/𝐴 =
2795 𝐸𝐼
𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐷/𝐴 𝑋̅𝐷 𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 =
1 1 1 100 1 (600 × 2) ( × 2) − ( × 2) ( × 2) 2 3 4 3 5
𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 =
1180 3𝐸𝐼
Por relación de triángulos: 𝛿𝐷 + 𝑡𝐷/𝐴 2 = 𝑡𝐶/𝐴 4 𝛿𝐷 =
𝑡𝐶/𝐴 − 𝑡𝐷/𝐴 2
2795 1180 𝛿𝐷 = ( )− 2𝐸𝐼 3𝐸𝐼 𝛿𝐷 =
6025 6𝐸𝐼
EJEMPLO 22 En la viga mostrada determinar la deflexión en el punto donde se aplica el momento
∑Ma=0 Rc (L)-M=0 Rc=M/L
∑Mc=0 Ra(L)-M=0 Ra=M/L Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
TRAMO A-B:
X V
Mx
M/L 𝑀
Mx = 𝐿 (X) M(0) = 0 M(L) = M M(a) =
𝑀𝑎 𝐿
TRAMO B-C: X M
Mx
Mx = −M 𝑀(𝑎) = −𝑀 𝑀(𝑏) = −𝑀
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DMF:
DEFORMADA:
EI t B/A= (AREA DMF)BA XB 1 𝑀𝑎
EI t B/A= 2(
𝐿
𝑀𝑎3
EI t B/A=
6𝐿
𝑀𝑎3
T B/A=6𝐿𝐸𝐼
𝑎
)𝑥 𝑎 𝑥 3
EI t C/A= (AREA DMF)C/A XC 1
EI t C/A = 2 (𝑀𝑥𝐿) 𝑀𝐿2
EI t C/A= EI t C/A=
6
𝑀𝐿2 6
−
−
𝑀
𝑀 2
2
𝐿 3
− (𝑀)𝑥(𝐿 − 𝑎)(
𝐿−𝑎) 2
)
𝑥(𝐿 − 𝑎)2
𝑥(𝐿2 − 2𝐿𝑎 + 𝑎2 )
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EI t C/A=
𝑀𝐿2 −3𝑀(𝐿2 −2𝐿𝑎+𝑎2 ) 6 1
EI t C/A=6 (𝑚𝐿2 − 3𝑀𝐿2 + 6𝑀𝐿𝑎 − 3𝑀𝑎2 ) 1
t C/A=6𝐸𝐼 (−2𝑀𝐿2 + 6𝑀𝐿𝑎 − 3𝑀𝑎2 ) 𝑀
t C/A=6𝐸𝐼(−3𝑎2 − 2𝐿2 + 6𝐿𝑎)
Por relación de triángulo: 𝐵 𝑡 𝐴 − 𝛿𝐵 𝑡 𝐶/𝐴
=
𝑎 𝐿
𝐵
𝑎
𝛿𝐵 = 𝑡 𝐴 − 𝑡 𝐶/𝐴𝑥(𝐿 ) 𝛿𝐵 = 𝛿𝐵 = 𝛿𝐵 =
𝑀𝑎3 6𝐸𝐼 𝑀𝑎3 6𝐸𝐼
𝑀
𝐴
− 6𝐸𝐼 (−3𝑎2 − 2𝐿2 + 6𝐿𝑎)x 𝐿 𝑀
− 6𝐸𝐼 (−3𝑎3 − 2𝐿2 𝑎 + 6𝐿𝑎2 )
𝑀𝑎3 +3𝑀𝑎3 +2𝑀𝐿2 𝑎−6𝑀𝐿𝑎2 6𝐸𝐼 𝑀𝑎
𝛿𝐵 = 6𝐸𝐼 (4𝑎3 + 2𝐿2 − 6𝐿𝑎) 𝑀𝑎
𝛿𝐵 = 3𝐸𝐼 (2𝑎3 + 𝐿2 − 3𝐿𝑎)
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 23: calcular el valor de p de manera que la viga elástica es apoyo derecha sea
horizontal ∑Ma=0
∑Mb=0
Rb(3) = P+300(5) Rb=
𝑃 3
Ra(3) = 2P-600 2𝑃
Ra= 3 − 200
+500
TRAMO A ANTES DE LA CARGA
X V
Mx
2𝑃 − 200 3 2𝑃
Mx=( 3 − 200)𝑋 M(3)= 2P-600
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I TRAMO B A LA IZQUIERDA
P X V
Mx
Mx=-Px M(2)=-2P
TRAMO C A LA IZQUIERDA
Mx
300N X Mx
Mx=-300x M(2)=-600
DMF:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DEFORMADA:
EI t A/B= CONDICION DEL PROBLEMA EI t A/B=(AREA DMF)ABXB 1
0=2 (2𝑝 − 600)(3)
2
1
2
𝑥3 − 2 (2𝑝)(2)(1 + 3 𝑥2) 3
7
0= 6p-1800 -2p(3) P=1350N
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I EJEMPLO 24: Calcule ʆ C
400N/m
200N
RB=750N
RA=50N CALCULO DE LAS REACCIONES:
MX= -200X3/9 M(3)=-600
Mx=-200X M(2)=-400
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
DMF:
200
+
-
-
-600
DEFORMADA:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 25: Calcular la deflexión en el punto medio entre apoyos de la viga
CALCULO DE REACCIONES:
Mx= - x2 M(2)= -4
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Mx= 2x M(4)= 8
Mx=-x2 M(4)= -16
Mx= x2 M(2)= 4
DMF:
+
+
-
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DEFORMADA TENTATIVA:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Como aquí vemos el resultado es negativo y la deformada anterior indica que tendría que ser positiva, entonces tenemos una nueva deformada. Ver:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I EJEMPLO 26: Calcule 𝛿𝐴 (Extremo izquierdo de la viga con voladizo)
DEFORMADA
DMF:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 27: Calcular ʆ V3 y 𝜃4
P Rótula 1
3
M1
4
2
2L
L/2
L/2
PL
R1=
𝑷 𝟐
R3=
𝑷 𝟐
R4=
𝑷 𝟐
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DMF:
2L
1
+
2
3 2
4
-
L/2
L/2
DEFORMADA:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 28: Calculas las reacciones, 𝜃2 y 𝛿𝑣2
1
2 w
L
Problema hiperestático: *Calcular DMF por partes (Derecha a izquierda).
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝑥 = 𝑅2 𝑥 𝑀(0) = 0
M x
𝑀(𝐿) = 𝑅2 𝐿
R2
𝑀𝑥 = −𝑊𝑥
wx
𝑥 2
M x /2
𝑀𝑥 = −
x /2 x
𝑊𝑥 2 2
𝑀(𝐿) = −
𝑊𝐿2 2
DMF:
(+ )
L
(-)
2 -W L 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DEFORMADA:
1
L
2 02
t 1 /2
Calculo de t 2/1 = 0
𝐸𝐼 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝑀𝐹)1/2 𝑋̅2 0=
1 2 1 𝑊𝐿2 3 (𝑃2𝐿) ∗ 𝐿 ∗ ( ∗ 𝐿) − ( ) ∗ 𝐿 ∗ ( ∗ 𝐿) 2 3 3 2 4
𝑅2𝐿3 𝑊𝐿4 0= − 3 8 𝑅2𝐿3 𝑊𝐿4 = 3 8
Calculo de 𝜽𝟐
𝜃12 = 𝜃1 + 𝜃2
𝜃1 = 0
𝜃12 = 𝜃2 𝐸𝐼𝜃12 =
𝑅2𝐿 1 𝑊𝐿2 𝐿− ( )∗𝐿 2 3 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 1 3𝑊𝐿2 𝑊𝐿3 𝐸𝐼𝜃12 = 𝐿−( ) 2 8 6 𝐸𝐼𝜃12 =
3𝑊𝐿3 𝑊𝐿3 −( ) 16 6
𝐸𝐼𝜃12 =
𝑊𝐿3 48𝐸𝐼
VIGA:
1
2 w
L R 2 = 3 W L /8
𝑀=0 3𝑊𝐿(𝐿) 𝑊𝐿2 𝑀1 + − =0 8 2 𝑀1 =
𝑊𝐿2 3𝑊𝐿2 − 2 8
𝑊𝐿2 𝑀1 = 8
Calculo de R1 𝑀2 = 0 𝐿 𝑀1 + 𝑊𝐿 − 𝑅1𝐿 = 0 2 𝑅1𝐿 = 𝑀1 +
𝑊𝐿2 2 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑊𝐿2 𝑊𝐿2 𝑅1𝐿 = + 8 2 𝑅1𝐿 =
5𝑊𝐿2 8
𝑅1 =
5𝑊𝐿 8
EJEMPLO 29: Calcular 𝛿𝑉𝐷 y 𝛿𝐻𝐶
A
B
3a
2a
P a
Empezamos a analizar de derecha a izquierda.
𝑀𝑥 = −𝑃𝑥 P
𝑀(𝑎) = −𝑃𝑎 M x
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Mx
𝑀 = 𝑃𝑎
Pa P
P M
𝑀𝑥 = 𝑃𝑎 − 𝑃𝑥
Pa
𝑀(0) = 0
x
𝑀(𝑎) = 𝑃𝑎 𝑀(3𝑎) = −2𝑃𝑎
-2 P a
DMF: -
a
Pa
2a
+
2a
+
-P a a
-
DEFORMADA: -Linea Punteada marco original y proyecciones. -Linea continua marco deformado.
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
A
B
3a 0B
VB 0B
0B 2a 0BC
P a D
C 0C 0C
0ca VB
VB HC
0D
∆𝑉𝐵 = 𝑡𝐵/𝐴 𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 =
1 𝑎 1 2 𝑃𝑎 ∗ 𝑎 ∗ − 2𝑃𝑎 ∗ 2𝑎(𝑎 + 2𝑎) 2 3 2 3
𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 =
𝑃𝑎3 14𝑃𝑎3 − 6 3
𝑡𝐵/𝐴
−9𝑃𝑎3 = = ∆𝑉𝐵 2𝐸𝐼
𝜃𝐴𝐵 = 𝜃𝐴 + 𝜃𝐵 𝐸𝐼𝜃𝐴𝐵 =
1 1 𝑃𝑎 ∗ 𝑎 − 2𝑃𝑎 ∗ 2𝑎 2 2
𝐸𝐼𝜃𝐴𝐵 =
𝑃𝑎2 − 2𝑃𝑎2 2
𝜃𝐴𝐵 =
−3𝑃𝑎2 = 𝜃𝐵 2𝐸𝐼
𝜃𝐴 = 0
𝜃𝐵𝐶 = 𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 𝐸𝐼𝜃𝐵𝐶 = 𝑃𝑎 ∗ 2𝑎 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2𝑃𝑎2 𝜃𝐵𝐶 = 𝐸𝐼 𝜃𝐵𝐶 − 𝜃𝐵 = 𝜃𝐶 2𝑃𝑎2 3𝑃𝑎2 𝜃𝐶 = − 𝐸𝐼 𝐸𝐼 𝜃𝐶 =
−𝑃𝑎2 𝐸𝐼
𝐸𝐼 𝑡𝐷/𝐶 = 𝑡𝐷/𝐶
1 2𝑎 𝑃𝑎 ∗ 𝑎 ∗ 2 3
−𝑃𝑎3 = 3𝐸𝐼
𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 = 𝑃𝑎 ∗ 2𝑎 ∗
2𝑎 2 𝑡𝐶/𝐵 =
2𝑃𝑎3 𝐸𝐼
Calculo del desplazamiento vertical en D 𝛿𝑉𝐵 𝛿𝑉𝐵 = ∆𝑉𝐵 + 𝜃𝐶𝑎 + 𝑡𝐷/𝐶 𝛿𝑉𝐵 =
9𝑃𝑎3 𝑃𝑎3 𝑃𝑎3 + + 2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 3𝐸𝐼
𝛿𝑉𝐵 =
16𝑃𝑎3 3𝐸𝐼
Calculo del desplazamiento horizontal en C. 2𝑎𝜃𝐵 = 𝑡𝐶/𝐵 + ∆𝐻𝐶 2𝑎
3𝑃𝑎2 2𝑃𝑎3 = + ∆𝐻𝐶 2𝐸𝐼 𝐸𝐼
𝑃𝑎3 ∆𝐻𝐶 = 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 30.- Calcular 𝛿𝑣𝑏 , 𝜃𝐴
P
2a 3
a 3
w
A
1. Cálculo de reacciones
B
∑𝑀𝐴 = 0
C
A rtic u la c ió n
a
b
P
R
A
2P B= 3
B
∑𝑀𝐵 = 0
𝑎
2𝑎
𝑅(𝐴) (𝑎) = 𝑃(3)
𝑅(𝐵) (𝑎) = 𝑃( 3 )
𝑅(𝐴) =
𝑅(𝐵) =
𝑃 3
2𝑃 3
2. Cálculo de diagrama momento por partes w
MB
B
Tramo A-B
C
MX R R
B=
2P 3
R C=
x
P A= 3
P 3
DMF por partes:
𝑀𝑥 =
𝑃𝑥 3
Pa 3
𝑀(0) = 0 𝑀(𝑎) =
𝑃𝑎 3
P
MX 1
+
x
2
Pa 3
a
𝑎
−𝑃𝑎
3
3
𝑀𝑥 = −𝑃𝑥 𝑀(0) = 0 𝑀( ) =
-
2P 3
MX x 3
-
4
-2 P b 3
𝑀𝑥 =
−2𝑃𝑥 3
-
𝑀(0) = 0 𝑀(𝑏) =
−2𝑃𝑏 3
wx
w b2 2
MX x
𝑀𝑥 =
−𝑤𝑥 2
𝑀(0) = 0 𝑀(𝑏) =
−𝑤𝑏2 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Deformada: B
A
?
B
𝛿𝑣2 t t
𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐶 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐵𝐶 . 𝑋𝐵 𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐶 =
−1 2 2 ( 𝑃𝑏) (𝑏) ( 𝑏) − 2 3 3
1 𝑤𝑏 2 3 ( )(𝑏)( 𝑏) 3 2 4 𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐶 =
−2𝑃𝑏 3 𝑤𝑏 4 − 9 8
𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐶 =
−2𝑃𝑏 3 𝑤𝑏 4 − 9𝐸𝐼 8𝐸𝐼
−𝛿𝑣2 =
2𝑃𝑏4 9𝐸𝐼
−
𝑤𝑏4 8𝐸𝐼
B /C
𝛿𝑣2
B /A
𝑡𝐵/𝐶 = 𝛿𝑣2
Rpta.
C
A
𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐵𝐴 . 𝑋𝐵 1 𝑃𝑎 𝑎 1 𝑃𝑎 𝑏 1 𝑎 𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 = ( ) (𝑎) − ( )( )( ) 2 3 3 2 3 3 33 𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 =
𝑃𝑎4 𝑃𝑎4 − 18 162
𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 =
4𝑃𝑎4 81𝐸𝐼
𝜃𝐴 =
𝛿𝑣2 +𝑡𝐵/𝐴 𝑎
𝜃𝐴 =
2𝑃𝑏 4 𝑤𝑏 4 4𝑃𝑎4 + + 9𝑎𝐸𝐼 8𝑎𝐸𝐼 8𝑎𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 31.- Calcular 𝛿𝑣𝐶 Cálculo de reacciones
1 0 m /m
∑𝑀𝐴 = 0
A B
C
4 m R A=
4𝑅𝐵 = (40)(2) + (20)(5)
2 m
𝑅𝐵 = 45
15 TN
R B=
DMF
45 TN
∑𝑀𝐴 = 0
60
4𝑅𝐵 = (40)(2) + (20)(5) 𝑅𝐵 = 45
4m
A 2
M x=15x M (4 )= 6 0
15
+
1
MX
x
10x 2m
B 3
MX
C
-
-
M x = -5 x ² M (4 )= - 8 0
x
10x
20
MX
M x = -5 x ²
80
x
M (2 )= - 2 0
Deformada 2m
4 m A
B
t
C
𝑡𝐵/𝐶 = 𝛿𝑣𝑐 =
160
B /A = 3 E I
𝑡𝐶/𝐴 =
𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐵 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 . 𝑋𝐴 𝐸𝐼 𝑡𝐴/𝐵
1 2 = (60)(4) ( 𝑥4) − 2 3
1 3 (80)(4)( 𝑥4) 3 4
20 𝐸𝐼
60 𝐸𝐼
𝐸𝐼 𝜃𝐴𝐵 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 1 1 𝐸𝐼 𝜃𝐴𝐵 = (60)(4) − (80)(4) 2 3 𝐸𝐼 𝜃𝐴𝐵 =
40 3𝐸𝐼
𝐸𝐼 𝑡𝐴/𝐵 = 320 − 320 𝐸𝐼 𝑡𝐴/𝐵 = 0
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐶𝐵 . 𝑋𝐶 𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 =
−1 3 (20)(2) ( 𝑥2) 3 4
𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 =
−20 𝐸𝐼
Rpta
2. Método: 𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐴 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐶𝐴 . 𝑋𝐶 −1 3 (20)(2) 𝑥2 3 4 1 1 (60𝑥4)(2 + 3 𝑥4) 2
𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐴 = 1 𝑥4 4
+
𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐴 =
−60 𝐸𝐼
1
− 3 (80𝑥4) 2 +
Rpta
Por triángulos rectángulos tienen: 𝑡𝐶/𝐵 + 𝑡𝐶/𝐴 6 = 𝑡𝐵/𝐴 4 𝑡𝐶/𝐵 =
3𝑡𝐵/𝐴 − 𝑡𝐶/𝐴 2
3 160 60 𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 = ( )− 2 3𝐸𝐼 𝐸𝐼 𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 =
20 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO N° 32: Calcular las deflexiones 𝜕𝐵 𝑦 𝜕𝑐
I. Cálculo de DMF por partes
𝑀(𝑥) = −𝑃𝑥 𝑀(0) = 0 𝐿 −𝑃𝐿 𝑀( ) = 2 2 𝑀(𝐿) = −𝑃𝐿
𝑀(𝑥) = 𝑀𝑜 𝑀(0) = 𝑀0 𝐿 𝑀 ( ) = 𝑀0 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
DEFORMADA
II.Cálculo de 𝜕𝐵 𝐸𝐼𝑡𝑏/𝑎 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝑏/𝑙 𝑋𝑏 𝐿 𝐿 𝐿 1 2 𝐸𝐼𝑡𝑏 = (𝑀0 ) ( ) ( + ) − (𝑃𝐿)(𝐿) ( 𝑋𝐿) 2 2 4 2 3 𝑎 𝐸𝐼𝑡𝑏/𝑎 𝐸𝐼𝑡𝑏/𝑎 =
3𝑀0 𝐿2 𝑃𝐿3 = − 8 3
3(36)(8)2 3.8(8)3 − 8 3 𝑡𝑏/𝑎 =
3232 15𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝐸𝐼𝑡𝑐/𝑎 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝑐/𝑎 𝑋𝑐 𝐿 𝐿 1 𝐿 𝐿 1 𝑃𝐿 𝐿 2 𝐿 𝐸𝐼𝑡𝑐/𝑎 = (𝑀0 ) ( ) ( ) − (𝑃𝐿) ( ) ( ) − ( ) ( ) ( . ) 2 4 2 2 4 2 2 2 3 2 𝐸𝐼𝑡𝑐/𝑎 = 𝐸𝐼𝑡𝑐/𝑎 𝑡𝑐/𝑎 = 𝑡𝑐 = 𝑎
𝑀0 𝐿2 𝑃𝐿3 𝑃𝐿3 − − 8 16 24 𝑀0 𝐿2 5𝑃𝐿3 = − 8 48
𝐿2 (6𝑀0 − 5𝑃𝐿) 48𝐸𝐼
64 (6(36) − 5(3.8)(8)) 48𝐸𝐼 𝑡𝑐/𝑎 =
256 3𝐸𝐼
EJEMPLO N° 33: Calcular las deflexiones 𝜃𝑎 , 𝜃𝑑 𝑦 𝜕𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜
Calculamos las reacciones y momentos para graficar el DMF
𝑀𝐴 = 0 20 𝑥 𝑅𝐷 = (200 𝑥 5) + (120 𝑥 15) 𝑅𝐷 = 140
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝐷 = 0 20 𝑥 𝑅𝐴 = (120 𝑥 5) + (200 𝑥 15) 𝑅𝐷 = 180
𝑀(𝑥) = 140𝑋 𝑀(0) = 0 𝑀(20) = 2800
𝑀(𝑥) = −120𝑋 𝑀(0) = 0 𝑀(15) = −1800
𝑀(𝑥) = −10𝑋 2 𝑀(0) = 0 𝑀(10) = −1000 Diagrama de momento flector
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Se traza la deformada
I. 𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 = (Á𝑅𝐸𝐴 𝐷𝑀𝐹)𝐴/𝐵 𝑋𝑛 𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 =
1 1 1 1 1 1 (2800𝑥20) ( . 20) − (1800𝑥15) ( . 15) − (1000𝑥10) ( . 10) 2 3 2 3 3 4 𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 =
560000 25000 − 67500 − 3 3 𝐸𝐼𝑡𝐴/𝐷 =
332500 3𝐸𝐼
II. 𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 = (Á𝑅𝐸𝐴 𝐷𝑀𝐹)𝐵/𝐴 𝑋𝑛 𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 =
1 2 1 2 (2800𝑥20) ( . 20) − (1800𝑥15) (5 + . 15) 2 3 2 3 1 3 − (1000𝑥10) (10 + . 10) 3 4
𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 =
1120000 175000 − 202500 − 3 3 𝐸𝐼𝑡𝐷/𝐴 =
112500 𝐸𝐼
Finalmente, realizamos el cálculo de los giros 𝜃𝐴 =
𝑡𝐷/𝐴 20
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝜃𝐴 =
112500 20𝐸𝐼
𝜃𝐴 =
5625 𝐸𝐼
𝜃𝐵 =
𝑡𝐴/𝐷 20
𝜃𝐵 =
332500 60𝐸𝐼
𝜃𝐵 =
16625 3𝐸𝐼
Para el cálculo de ∫máx
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
ƟDF = ƟD ƟDF = (Área DMF) DF ƟDF = 12 (140𝑥)(𝑥) − 12 (120)(𝑥 − 5)(𝑥 − 5) ƟDF= 70𝑥 2 − 60(𝑥 − 5)2 ƟDF= 70𝑥 2 − 60(𝑥 2 − 10𝑥 + 25)2 ƟDF = 70𝑥 2 − 60𝑥 2 + 600𝑥 − 1500 ƟDF= 10𝑥 2 + 600𝑥 − 1500 ƟDF= 𝑥 2 + 60𝑥 − 150
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I EJEMPLO 34: Calcular el desplazamiento en B y la pendiente en A
I.
Cálculo de reacciones ⅀𝑀𝐴 = 0 2 𝑅𝐵 (2.5) = (85 ∗ ) + (170 ∗ 1.5) 3 + 150 ∗ 3
𝑅𝐵 =
914 𝐾𝑔 3
⅀𝑀𝐵 = 0 1 𝑅𝐴 (2.5) = (170 ∗ 1) + 85 ∗ (1.5 + ) 3 − 150 ∗ (0.5)
II.
Cálculo de momentos por partes
𝑀𝑋 =
301 𝑋 3
𝑀(0) = 0
𝑀(1) =
301 3
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑋 =
914𝑋
𝑀(0) = 0
3
𝑀(1.5)) = 457
𝑀𝑋 =
−85𝑋 3 3
𝑀𝑋 = −85𝑋 2
𝑀𝑋 = −150𝑋
−85 3
𝑀(0) = 0
𝑀(1) =
𝑀(0) = 0
𝑀(1) = −85
𝑀(0) = 0
𝑀(2) = −300
Cálculo de desplazamientos 𝐸𝐼 𝑡𝐸/𝐷 = (𝐴𝑅𝐸𝐴 𝐷𝑀𝐹)𝐸/𝐷 𝑋𝐸 𝐸𝐼 𝑡𝐸/𝐷 =
−1
𝑡𝐸/𝐷 =
−25
2
(75)(0.5)
2𝑋 3
∗ 0.5
4𝐸𝐼
𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 = (𝐴𝑅𝐸𝐴 𝐷𝑀𝐹)𝐵/𝐴 𝑋𝐵 𝐸𝐼 𝑡𝐸/𝐷 = (𝐴𝑅𝐸𝐴 𝐷𝑀𝐹)𝐸/𝐷 𝑋𝐸 𝐸𝐼 𝑡𝐸 = 𝐷
1 301 2 1 85 1 ( ) (1) ( ) − ( ∗ 1) ( ) 2 3 3 4 3 5 301 17 𝐸𝐼 𝑡𝐸 = ( )− 9 12 𝐷 1153 𝑡𝐸 = ( ) 12𝐸𝐼 𝐷
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝐸𝐼 𝑡𝐷/𝐴 = (𝐴𝑅𝐸𝐴 𝐷𝑀𝐹)𝐷/𝐴 𝑋𝐷
𝐸𝐼 𝑡𝐷 = 𝐴
1 2 1 301 1 1 3 1 85 1 1.5 (457 ∗ 1.5) ( ∗ 1.5) + ( ∗ 1) (1.5 + ) − (85 ∗ 1) (0.5 + ) − ( ∗ 1) (1.5 + ) − (75 ∗ 1.5) ( ) 2 3 2 3 3 3 4 4 3 5 2 1 2 − (225 ∗ 1.5) ( ∗ 1.5) 2 3 𝐸𝐼 𝑡𝐷 = 𝐴
1371 3311 425 17 675 675 + − − − − 4 6 12 8 8 4 𝑡𝐷 = 𝐴
7247 12𝐸𝐼
Cálculo de ƟA Ɵ𝐴 =
𝑡𝐷/𝐴 7247 = (12)(2.5)𝐸𝐼 2.5 7247
Ɵ𝐴 = 30𝐸𝐼
𝑅𝑝𝑡𝑎
Cálculo de ∫B ∫B = ∫B =
7247 1 1153 ( )− 12𝐸𝐼 2.5 12𝐸𝐼
𝑡𝐷/𝐴 − 𝑡𝐵/𝐴 2.5 ∫B =
8729 12𝐸𝐼
Rpta
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 35: Determinar la máxima deflexión:
𝑰. 𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒂𝒄𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔: ↺+ 3𝑅𝐷 =
𝑀𝐴 = 0
𝑤 𝑥1 + (𝑤𝑥2.5) 2 𝑅𝐷 = 𝑤
𝑰𝑰. 𝑪𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒓 𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒇𝒍𝒆𝒙𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒚 𝒈𝒊𝒓𝒐𝒔: 𝐸𝐼𝑡𝐷⁄𝐴 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐷⁄𝐴 . 𝑥̅𝐷
𝑷𝒂𝒓𝒂 𝒆𝒍 á𝒏𝒈𝒖𝒍𝒐:
1 3𝑤 1 1 𝐸𝐼𝑡𝐷⁄𝐴 = ( ) (3)(1) − (𝑤. 2) ( . 2) 2 2 2 3 1 𝑤 1 (1) ( ) − 3 2 4 𝐸𝐼𝑡𝐷⁄𝐴 =
𝜃𝐴
𝑡𝐷⁄𝐴 37𝑤 1 = ( ) 3 24𝐸𝐼 3 𝜃𝐴 =
37𝑤 72𝐸𝐼
9𝑤 2𝑤 𝑤 37𝑤 − − → 𝑡𝐷⁄𝐴 = 4 3 24 24𝐸𝐼
𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝒙: 𝜃𝐴𝐶 = 𝜃𝐴 → 𝐸𝐼𝜃𝐴𝐶 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐶 𝐸𝐼𝜃𝐴𝐶
1 𝑤𝑥 1 𝑤 𝑤𝑥 2 𝑤 2 (𝑥) − (𝑥 − 1)(𝑥 − 1) = = − (𝑥 − 2𝑥 + 1) 2 2 2 2 4 4
𝐸𝐼𝜃𝐴𝐶
𝑤𝑥 2 𝑤𝑥 2 𝑤𝑥 𝑤 𝑤𝑥 𝑤 𝐸𝐼37𝑤 𝑤𝑥 𝑤 = − + − = − → = − 4 4 2 4 2 4 72𝐸𝐼 2 4
37 𝑥 1 𝑥 55 = − → = 72 2 4 2 72
∴ 𝑥=
55 36
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝜹𝒎á𝒙. : 𝛿𝑚𝑎𝑥 = 𝑡𝐴⁄𝐸 → 𝐸𝐼𝑡𝐴⁄𝐸 =
𝐸𝐼𝑡𝐴⁄𝐸 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐸 𝑥̅𝐴
1 𝑤𝑥 2𝑥 1 𝑤 2 (𝑥) ( ) − (𝑥 − 1)(𝑥 − 1) (1 + (𝑥 − 1)) 2 2 3 2 2 3
𝑹𝒆𝒆𝒎𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒏𝒅𝒐 𝒙 =
𝟓𝟓 𝟑𝟔
𝐸𝐼𝑡𝐴⁄𝐸
𝑤 55 3 𝑤 55 55 2 55 = ( ) − ( − 1) ( − 1) (1 + ( − 1)) 6 36 4 36 36 3 36
𝐸𝐼𝑡𝐴⁄𝐸
𝑤 55 3 𝑤 361 73 = ( ) − ( )( ) 6 36 4 1296 54
𝐸𝐼𝑡𝐴⁄𝐸 = 0.57𝑤 → 𝑡𝐴⁄𝐸 =
0.57𝑤 𝐸𝐼
→ 𝛿𝑚𝑎𝑥. =
0.57𝑤 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 36: Calcular las reacciones: 𝑰. 𝑫𝒆𝒍
𝑫𝑴𝑭 𝒕𝒆𝒏𝒆𝒎𝒐𝒔 ∶ 𝑬𝑰
EI t A⁄ = 0 B
EI t A⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹 )𝐴⁄
𝐵
B
0=
1 2 1 (5𝑅𝐴 × 5) ( × 5) + (3) 2 3 2
5 5 3 5 + 2 × (4) × (4𝑅𝐴 + 𝑅𝐴 ) [5 + ( )] 3 2 3 2+4 5 𝑀𝐴 2 −(𝑀𝐴 × 5) ( ) − ( × 3) (5 + × 3) 2 2 3
𝐵
1
5
0=2 (5𝑅𝐴 × 5) + 2 (3) × 4𝑅𝐴 + 2 𝑅𝐴 − (𝑀𝐴 × 5) − 0=
𝑀𝐴 2
125 129 25 34 𝑅𝐴 + 𝑅𝐴 − 𝑀𝐴 − 3 2 2 4
0=
637 89 𝑅𝐴 − 𝑀𝐴 − 315 6 4
637 89 𝑅𝐴 − = 315 … … … I 6 4
𝐸𝐼𝜃𝐴𝐵 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹 )𝐴⁄ 1
0=
De las ecuaciones…… I Y II
1
× 3 − 2 (30 × 3)
25 39 3 𝑅𝐴 + 𝑅𝐴 − 5𝑀𝐴 − 𝑀𝐴 − 45 2 4 2
637 89 𝑅𝐴 − 𝑀𝐴 = 315 6 4 (−
89 13 𝑅𝐴 − 𝑀𝐴 = 45 … … … … II 4 2
637 89 𝑅𝐴 − 𝑀𝐴 = 315 6 4 −
Reemplazando en III en (I) 𝑅𝐴 = 5.36 𝑇𝑛
1274 89 13 ) 𝑅𝐴 − 𝑀𝐴 = 45 267 4 2
637 8281 19110 𝑅𝐴 + 𝑀𝐴 = − 6 267 89 9361 8925 𝑀𝐴 = 1069 89 𝑀𝐴 = 11.45 … … … . III
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝐿 = 1𝑚.
EJEMPLO 37: Calcular las reacciones de la siguiente figura. EI𝜃1⁄5 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 1
1
0 = 2 (3𝐿𝑅1 𝑥3𝐿) − 𝑀1 (3𝐿) − 2 (2𝑤𝐿2 𝑥2𝐿) − 1 𝑤𝐿2 𝑥𝐿 3 2
0=
9𝐿2 𝑅1 2
9𝐿 𝑅 2 1
− 3𝐿𝑀1 − 2𝑤𝐿3 −
− 3𝑀1 =
𝑤𝐿3 6
13𝑤𝐿2 … … … … … (𝐼) 6
𝐸𝐼𝑡5⁄1 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)5⁄1 .̅𝑥5 0=
9𝐿2 3𝐿 𝑅1 (𝐿) − 3𝐿𝑀1 2 2
9𝐿 𝑅 2 1
−
9𝑀1 2
=
− 2𝑤𝐿3
2𝐿 3
−
𝑤𝐿3 𝐿 6 4
11 𝑤𝐿2 … … … … … (𝐼𝐼) 8
𝑰𝒈𝒖𝒂𝒍𝒂𝒏𝒅𝒐 𝒆𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝑰 𝒚 𝑰𝑰: 9 𝐿𝑅1 2 9
− 3𝑀1 =
13 𝑤𝐿2 6
9
− 2 𝐿𝑅1 + 2 𝑀1 = − 3 𝑀 2 1
𝑅𝑝𝑡𝑎. → 𝑀1 =
11 𝑤𝐿2 8
19
= 24 𝑤𝐿2
19 2 𝑤𝐿 = 𝑀5 … … … … … (𝐼𝐼𝐼) 36
𝑅𝒆𝒆𝒎𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑰𝑰𝑰 𝒆𝒏 𝑰𝑰: 5 𝑅1 = 𝑤𝐿 → 𝑅𝑝𝑡𝑎. 6
7 𝑅5 = 𝑤𝐿 6
∗ 𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝜹𝒎𝒂𝒙 . 𝒂 𝒅𝒊𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝒙 𝐸𝐼𝑡3⁄1 = 𝛿𝑚𝑎𝑥. 𝐸𝐼𝑡3⁄1 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)3⁄1 . 𝑥̅3 1 5 𝑥 19 𝑥 1 𝑥−1 𝐸𝐼𝑡3⁄1 = ( 𝑤𝐿𝑥) (𝑥) − ( 𝑤𝐿2 ) (𝑥) − (𝑤𝐿)(𝑥 − 1)(𝑥 − 1) ( ) 2 6 3 36 2 2 3 𝐸𝐼𝑡3⁄1 =
5𝑤𝐿𝑥 3 19 2 2 𝑤𝐿(𝑥 − 𝐿)3 − 𝑤𝐿 𝑥 − 36 72 6
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑡3⁄1 = −
0.14𝑤𝐿4 𝐸𝐼
𝛿𝑚𝑎𝑥. = −
0.14𝑤𝐿4 𝐸𝐼
→ 𝑹𝒑𝒕𝒂. → 𝑹𝒑𝒕𝒂.
𝐸𝐼𝑡1⁄3 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)1⁄3 . 𝑥̅1 1 5𝑤𝐿𝑥 2𝑥 19 𝑥 1 2𝑥 𝛿𝑚𝑎𝑥. = ( ) (𝑥) ( ) − ( 𝑤𝐿2 ) (𝑥) − (𝑤𝐿)(𝑥 − 𝐿)(𝑥 − 𝐿) (𝐿 + − 𝐿) 2 6 3 36 2 2 3 𝛿𝑚𝑎𝑥. =
5𝑤𝐿𝑥 3 19𝑤𝐿2 𝑥 2 𝑤𝐿(𝑥 − 𝐿)2 2 − − (𝐿 + (𝑥 − 𝐿)) 18 72 2 3 𝛿𝑚𝑎𝑥. =
0.14𝑤𝐿4 𝐸𝐼
→
𝑹𝒆𝒔𝒑𝒖𝒆𝒔𝒕𝒂
𝐸𝐼𝜃1⁄3 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)1⁄3 . 𝜑 1 5 19 1 0 = ( 𝑤𝐿𝑥) (𝑥) − ( 𝑤𝐿2 ) (𝑥) − (𝑤𝐿)(𝑥 − 𝐿)(𝑥 − 𝐿) 2 6 36 2 5 19 𝑤𝐿 2 0= 𝑤𝐿𝑥 2 − 𝑤𝐿2 𝑥 − (𝑥 − 2𝑥𝐿 + 𝐿2 ) 12 36 2 0=
5 19 𝑤𝐿𝑥 2 𝑤𝐿3 𝑤𝐿𝑥 2 − 𝑤𝑥𝐿2 − + 𝑤𝐿2 𝑥 − 12 36 2 2 0=
−1 2 17 𝐿2 𝑥 + 𝐿𝑥 − 12 36 2
0=
1 2 17 𝐿2 𝑥 − 𝐿𝑥 + 12 36 2 𝑥1 = 4.25733𝐿 𝑥2 = 1.409332709𝐿
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
VIGA CONJUGADA Se trabaja con diagrama de momentos reducidas: La cortante de la viga conjugada es el giro en la viga real. El momento de la viga conjugada es la flecha en la viga real. Un apoyo de rótula viga real
viga conjugada es un apoyo fijo.
Un empotramiento viga real
viga conjugada es un voladizo.
1. Resolver por viga conjugada: 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝛿𝐵
Partimos de la viga en 2 (parte izquierda y parte derecha).
Trazamos DMF reducidos.
Calculamos Momentos (parte izquierda, parte derecha y luego lo igualamos para calcular la cortante en la rótula).
Reemplazamos en la ecuación de momentos se obtiene la flecha. 𝑺𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
↺+
𝑴
𝑩 𝒊𝒛𝒒𝒖𝒊𝒆𝒓𝒅𝒂
=𝟎
1 2 1 𝑙 𝑙 2𝑙 M𝐵 = (𝑅𝐵 𝑙)(𝑙) ( 𝑙) − (𝑃𝑙) ( ) ( + ) 2 3 2 2 2 32 𝑀𝐵 = ↺+
𝑅𝐵 𝑙 3 5𝑝𝑙 3 − 3 24 𝑴𝑩 𝒅𝒆𝒓𝒆𝒄𝒉𝒂 = 𝟎
1 2𝑙 1 𝑝𝑙 𝑙 𝑙 2 𝑙 𝑀𝐵 = − (𝑅𝐵 𝑙)(𝑙) ( ) − ( ) ( ) ( + ) 2 3 3 2 2 2 32 𝑀𝐵 = −
𝑰𝒈𝒖𝒂𝒍𝒂𝒎𝒐𝒔:
𝑅𝐵 𝑙 3 5𝑝𝑙 3 − 3 48 𝑹𝒆𝒆𝒎𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑹𝑩 𝒆𝒏 𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝑴𝒐𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐𝒔:
𝑴𝑩 𝒊𝒛𝒒. = 𝑴𝑩 𝒅𝒆𝒓𝒆𝒄𝒉𝒂
𝑀𝐵 = 𝐹𝑙𝑒𝑐ℎ𝑎 𝑒𝑛 𝐵
𝑅𝐵 𝑙 3 5𝑝𝑙 3 −𝑅𝐵 𝑙 3 5𝑝𝑙 3 − = − 3 24 3 48
𝑀𝐵 =
2𝑅𝐵 𝑙 3 5𝑝𝑙 3 = 3 48 5 𝑅𝐵 = 𝑝 32
𝑀𝐵 =
𝑅𝐵 . 𝑙 3 5𝑝𝑙 3 − 3 24
5𝑃 𝑙 3 5𝑃𝑙 3 ( )− 32 3 24
𝛿𝐵 =
−5𝑃𝑙 3 32𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 38) Calcular el giro y la flecha en B y desplazamiento en el rodillo. EI= 84 ton x m2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Calculo de reacciones en C y rótula Parte derecha: 𝑀𝑐 = 0 3𝑅𝑏 = 6(3) 𝑅𝑏 = 6 𝑡𝑜𝑛 𝑀𝑏 = 0 3𝑅𝑐 = 6𝑥6 𝑅𝑐 = 36/3 𝑅𝑐 = 12 𝑡𝑜𝑛 Calculo de t b/c 𝐸𝐼 𝑡
𝑏 1 2 = (− ) (18𝑥3) ( ) (3) 𝑐 2 3 𝑡
𝑏 54 =− 𝑐 𝐸𝐼
𝑏 𝑌 = 𝑡 + ∆𝑏 𝑐 𝑌 = |𝑡 𝑏/𝑐| + |𝑡 𝑏/𝑎| 𝑌=
54 33751 +( ) 𝐸𝐼 16𝐸𝐼
4239 𝑌=( ) 16𝐸𝐼 𝑦
Cálculo de 𝜃𝑐 = 3𝑚 𝜃𝑐 =
4239 (16𝐸𝐼)(3)
𝜃𝑐 = −
1413 16𝐸𝐼
Cálculo 𝜃𝑏𝑐 1 𝐸𝐼𝜃𝑏𝑐 = (− )(18𝑥3) 2 𝜃𝑏𝑐 = −
27 𝐸𝐼
𝜃𝑏𝑐 = 𝜃𝑏 + 𝜃𝑐 𝜃𝑏 = 𝜃𝑏𝑐 − 𝜃𝑐 𝜃𝑏 = |−
27 1413 |−| | 𝐸𝐼 16𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝜃𝑏 = −
981 16𝐸𝐼
𝐸𝐼 = 84 𝑡𝑜𝑛 𝑥 𝑚2 𝜃𝑏 = −
981 16𝑥84
𝜃𝑏 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎 = −0.73 ∆𝑒 = 𝜃𝑐(𝐿) ∆𝑒 = 𝜃𝑐(4.5) ∆𝑒 = −
1413 𝑥4.5 16𝐸𝐼
𝐸𝐼 = 84 𝑡𝑜𝑛 𝑥 𝑚2 ∆𝑒 =
12717 32𝐸𝐼
∆𝑒 = 4.73 Cálculo ∆𝑣𝑏 = 𝑡 𝑏/𝑎 𝐸𝐼𝑡
𝑏 1 2 1 2 = (( ) (30𝑥5) ( 𝑥5)) − (( ) (7.5𝑥2.5) ((2.5) + ( 𝑥2.5))) 𝑎 2 3 2 3 𝐸𝐼 𝑡
𝑏 625 = 250 − ( ) 𝑎 16 𝑡
∆𝑣𝑏 =
𝑏 3375 = 𝑎 16𝐸𝐼
3375 𝑡𝑜𝑛 𝑥 𝑚3 (16)(84) (𝑡𝑜𝑛 𝑥 𝑚2 ) ∆𝑣𝑏 = 2.51𝑚 𝜃𝑎𝑏 = 𝜃𝑏
1 1 𝐸𝐼 𝜃𝑎𝑏 = (( ) (30𝑥5)) − (( ) (7.5𝑥2.5)) 2 2 𝜃𝑎𝑏 = 𝜃𝑏 =
525 8𝐸𝐼
525(𝑡𝑜𝑛 𝑥 𝑚3 ) (8𝑥84)(𝑡𝑜𝑛 𝑥 𝑚2 )
𝜃𝑏 𝑖𝑧𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑑𝑎 = 0.78 𝑚
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 40) hallar𝜃𝑐, ∆𝑣𝑐 𝑦 ∆ℎ𝑒
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑒 = 0 (𝑞(𝑎)
𝑎 ) − (𝑅𝑐(𝑎)) + (𝑞𝑎(𝑎)) = 0 2 (𝑎)𝑅𝑐 =
𝑞𝑎2 + 𝑞𝑎2 2
3 𝑅𝑐 = 𝑞𝑎 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝑐 (𝑞𝑥𝑎𝑥𝑎) − (𝑅𝑒(𝑎)) − (𝑞𝑥𝑎
𝑎 )=0 2
𝑞𝑎2 − 𝑅𝑒(𝑎) = 𝑞𝑎2 /2 𝑞𝑎2 2
𝑅𝑒 = 𝑞𝑎2 − 𝑅𝑒 =
𝑞𝑎 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 41: Calcular 𝛿𝐵 , 𝜃𝐵 y 𝛿𝐷 , 𝜃𝐷
I.
δB = t B⁄
EI 𝜃𝐴𝐵 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵
̅B EI 𝑡𝐵⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) B/A X
EI 𝜃𝐷𝐸 =
A
𝐴
EI 𝑡𝐵⁄ =
−1
𝐴
𝑡𝐵⁄ = 𝐴
2
(𝑃𝐿)
𝐿
2𝐿
2
32
𝜃𝐴𝐵 =
−1 2
(𝑃𝐿)
𝐿 2
−𝑃𝐿2 4𝐸𝐼
−𝑃𝐿3 12𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
II.- Cálculo 𝛿𝐷 = 𝑡𝐷⁄
EI 𝜃𝐷𝐸 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐷𝐸
EI 𝑡𝐷⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) D/E ̅ XD
EI 𝜃𝐷𝐸 =
𝐸
𝐸
EI 𝑡𝐷⁄ =
−1 𝑃𝐿 2
𝐸
𝑡𝐷⁄ = 𝐸
2
𝐿
2𝐿
2
32
𝜃𝐷𝐸 =
−1 𝑃𝐿 2
2
𝐿 2
−𝑃𝐿2 8𝐸𝐼
−𝑃𝐿3 24𝐸𝐼
𝜃𝐷𝐸 = 𝜃𝐷 − 𝜃𝐸 𝜃𝐷 = 𝜃𝐸 − 𝜃𝐷𝐸
𝜃𝐷 =
−𝑃𝐿2 8𝐸𝐼
III.- Calculo desplazamiento en la rótula de: 𝛿𝐶 = 𝑡𝐶⁄ = 𝑡𝐶⁄ 𝐴
𝐸
EI 𝑡𝐶⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) C/A ̅ XC 𝐴
EI 𝑡𝐶⁄ = 𝐴
𝑡𝐶⁄ = 𝐴
−1 2
(𝑃𝐿)
𝐿
𝐿
2
2
+
2𝐿 32
−5𝑃𝐿3 24𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I I.
𝛿𝐵 = 𝑡𝐵⁄
Cálculo de
𝐴
EI 𝑡𝐵⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) B/A ̅ XB 𝐴
−1
EI 𝑡𝐵⁄ =
2
𝐴
𝑡𝐵⁄ = 𝐴
II.
(𝑃𝐿)
𝐿
𝐿
2
6
− (𝑃𝐿)
𝐿
𝐿
2
4
−𝑃𝐿3
𝛿𝐵 =
12𝐸𝐼
12𝐸𝐼
Cálculo 𝜃𝐵
𝜃𝐴𝐵 = 𝜃𝐴 − 𝜃𝐵
EI 𝜃𝐴𝐵 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵 1
EI 𝜃𝐷𝐸 =
𝜃𝐴𝐵 =
2
(𝑃𝐿)
𝐿 2
− (𝑃𝐿)
𝐿
𝜃𝐵 = 𝜃𝐴 − 𝜃𝐴𝐵
2
−𝑃𝐿2
𝜃𝐵 = 0 − (
4𝐸𝐼
𝜃𝐵 = III.
−𝑃𝐿3
Cálculo de
1 𝑃𝐿
𝐿
1𝐿
2
2
32
2
−
𝑃𝐿2 4𝐸𝐼
𝐿
𝐿
2
2
4
𝛿𝐷 =
24𝐸𝐼
1 𝑃𝐿
𝐿
2
2
𝜃𝐷𝐸 =
𝑃𝐿
−𝑃𝐿3
2
−𝑃𝐿2 8𝐸𝐼
−
−𝑃𝐿3 24𝐸𝐼
𝜃𝐷𝐸 = 𝜃𝐷 − 𝜃𝐸
EI 𝜃𝐷𝐸 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐷𝐸 EI 𝜃𝐷𝐸 =
)
𝐸
𝐸
𝐸
4𝐸𝐼
𝛿𝐷 = 𝑡𝐷⁄
EI 𝑡𝐷⁄ =
𝑡𝐷⁄ =
−𝑃𝐿2
𝑃𝐿
𝐿
2
2
𝜃𝐷 = 𝜃𝐸 − 𝜃𝐷𝐸
𝜃𝐷 =
−𝑃𝐿2 8𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 42: Calcular 𝛿𝐵 𝑦 𝛿𝐶
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I I.
Calcular δB = t B⁄ A EI 𝑡𝐵⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) B/A ̅ XB 𝐴
−1
EI 𝑡𝐵⁄ =
2
𝐴
(400)(4)
𝑡𝐵⁄ =
3
×4
−6400
𝐴
II.
2
𝛿𝐵 =
3𝐸𝐼
−6400 3𝐸𝐼
Calcular δC
δC = 𝛿𝐵 + 𝑦 EI 𝑡𝐷⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) D/B ̅ XD 𝐵
1
EI 𝑡𝐷⁄ =
2
𝐵
𝑡𝐷⁄ = 𝐵
(400 × 4)
4 3
1
− 2 (400 × 2)
2 3
800 𝐸𝐼
EI 𝑡𝐶⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) C/B ̅ XC 𝐵
EI 𝑡𝐶⁄ = 𝐴
1 2
(200 × 2)
𝑡𝐶⁄ = 𝐵
2 3
400 3𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑦+𝑡𝐶⁄
𝐵
𝑡𝐶⁄
=
𝐵
2 4
𝑦 + 𝑡𝐶⁄ = 𝐵
𝑦= 𝑦=
𝑡𝐶⁄ 2
𝐵
800 2𝐸𝐼
𝑡𝐶⁄
𝐵
2
− 𝑡𝐶⁄
𝐵
−
400 3𝐸𝐼0
=
800 3𝐸𝐼
Por ultimo
𝛿𝐶 = |𝛿𝐵 | + |𝑦| 𝛿𝐶 = |
−6400 3𝐸𝐼
𝛿𝐶 =
6400
𝛿𝐶 =
2400
3𝐸𝐼
|+|
+
800 3𝐸𝐼
|
800 3𝐸𝐼
𝐸𝐼
EJEMPLO 43: Calcular las reacciones
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
∑ 𝑀𝐴 = 0
∑ 𝐹𝑌 = 0 1868
169
169
𝑀𝐴 = 2(14.5) − 1257 (13) − 419 (5)
𝑀𝐴 =
1868
𝑅𝐴 = 2 − 419 − 1257
9634
𝑅𝐴 =
1257
1153 1257
EI 𝑡𝐵⁄ = 0 𝐴
̅B EI 𝑡𝐵⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) B/A X 𝐴
EI 𝑡𝐵⁄ = 𝐴
1 2
(5𝑅𝐵 )(5)
0=
2 3
1
× 5 + 2 (5𝑅𝐶 )(5)
125 3
𝑅𝐵 +
425 3
𝑅𝐶 −
125𝑅𝐵 + 425𝑅𝐶 = 5𝑅𝐵 + 85𝑅𝐶 =
385 3
2 3
× 5 + (8𝑅𝐶 )(5)
5 2
− (19)(5)
5 2
1
− 2 (10)(5)
2 3
×5
1925 6
1925 3
…… (1)
(÷ 25) = −425𝑅𝐵 − 7225𝑅𝐶 = −
32725 3
EI 𝑡𝐶⁄ = 0 𝐵
̅C EI 𝑡𝐶⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) C/B X 𝐵
EI 𝑡𝐶⁄ = 𝐴
1 2
(200 × 2)
2 3
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 0=
5𝑅𝐵 × 5 2 1 2 13 1 2 (8 + (5)) + (13𝑅𝐶 )(13) ( × 13) − (3)(13) ( ) − (26)(13) ( × 13) 2 3 2 3 2 2 3 0=
425𝑅𝐵 + 2197𝑅𝐶 =
(-85)
425𝑅𝐵 2197𝑅𝐶 30509 + − 3 3 6
10309 3
……(2)
−425𝑅𝐵 − 7225𝑅𝐶 = 425𝑅𝐵 + 2197𝑅𝐶 =
−32725 3 10309 3
−5028𝑅𝐶 = −7472
𝑅𝐶 =
1868 1257
De (3) en (2)
425𝑅𝐵 + 2197 (
1868 10309 )= 1259 3
425𝑅𝐵 = 171.02
𝑅𝐵 =
169 419
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 44: Calcular △ 𝑉𝐷 ; △ 𝐻𝐷
Por método de Área de Momentos
𝑀𝑥 =
−𝑞𝑥2 2
𝑀(0) = 0 𝑀(4𝑎) = −8𝑞𝑎2
Deformada:
𝑀𝑥 = 8𝑞𝑎2 −
16 5
𝑞𝑎𝑥
𝑀(0) = 8𝑞𝑎2 𝑀(5𝑎) = −8𝑞𝑎2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I I.
Calculo de t 𝐴⁄𝐵 1 2 1 2.5 𝐸𝐼𝑡𝐵⁄ = (8𝑞𝑎2 )(2.5) (2.5 + (2.5)) − (8𝑞𝑎2 )(2.5) ( ) 𝐴 2 3 2 3 125 4 25 4 𝐸𝐼𝑡𝐵⁄ = 𝑞𝑎 − 𝑞𝑎 𝐴 3 3 100 4 𝐸𝐼𝑡𝐵⁄ = 3𝐸𝐼 𝑞𝑎 𝐴
𝑦 3
=
𝑦=
II.
100𝑞𝑎4 3𝐸𝐼
∆𝐵
5
4
20𝑞𝑎4
=
∆𝐵 =
𝐸𝐼
100𝑞𝑎4 3𝐸𝐼
5 80𝑞𝑎4 3𝐸𝐼
𝜃𝐴𝐵 = 10𝑞𝑎3 − 10𝑞𝑎3
Cálculo
𝜃𝐴𝐵 = 0 𝜃𝐴 = 0
III.
𝜃𝐵 = 0 EI 𝜃𝐵𝐶 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐵𝐶
Cálculo de
EI 𝜃𝐵𝐶 = −8𝑞𝑎2 × 5𝑎 𝜃𝐵𝐶 =
𝜃𝐵𝐶 = 𝜃𝐵 − 𝜃𝐶
−40𝑞𝑎3
−40𝑞𝑎3
𝐸𝐼
𝐸𝐼
𝜃𝐶 = IV.
= 0 − 𝜃𝐶
40𝑞𝑎3 𝐸𝐼
Cálculo t C⁄
B
5 𝐸𝐼 𝑡𝐶⁄ = (−8𝑞𝑎2 )(5𝑎) ( 𝑎) 𝐵 2 𝑡𝐶⁄ =
−100 𝐸𝐼
𝐵
𝑞𝑎4
∆𝑉𝑐 = 𝑡𝐶⁄ − 𝑦 𝐵
100 20 − 𝐸𝐼 𝐸𝐼 80 4 ∆𝑉𝑐 = 𝑞𝑎 𝐸𝐼 ∆𝑉𝑐 =
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I V.
Cálculo ∆𝐻𝐷 ∆𝐻𝐷 = 𝑡𝐷⁄ + 𝜃𝐶 ∆𝑎 + ∆𝐵
𝐸𝐼𝑡𝐷⁄ =
𝐶
1 3
(−8𝑞𝑎2 )(4𝑎)
∆𝐻𝐷 =
∆𝐻𝐷 =
−32 𝑞𝑎4 𝐸𝐼
−
3 4
𝐶
4𝑎
40𝑞𝑎 3 (4𝑎) 𝐸𝐼
80
− 𝐸𝐼 𝑞𝑎4
𝑡𝐷⁄ = 𝐶
−32 𝐸𝐼
𝑞𝑎4
−656 4 𝑞𝑎 3𝐸𝐼
Respuesta:
∆𝑉𝐷 =
80
∆𝐻𝐷 =
−656
𝜃𝐷 =
𝐸𝐼
𝑞𝑎4
3𝐸𝐼
152 3𝐸𝐼
𝑞𝑎4
𝑞𝑎3
EJEMPLO 45: Calcular las reacciones y los momentos: Análisis de la parte derecha del marco 𝑀𝐷 = 0 𝑞𝑎
𝑎 − 𝑅𝐶 (𝑎) + 𝑞𝑎(𝑎) = 0 2 𝑞𝑎2 + 𝑞𝑎2 = 𝑅𝐶 2 3 𝑅𝐶 = 𝑞𝑎 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝐹𝑦 = 0 3 2
𝑞𝑎 − 𝑞𝑎 + 𝑅𝐸 = 0 𝑞𝑎 𝑅𝐸 = 2
Calculo del momento del empotramiento: Se hace sumatoria de momentos de todo el marco: 𝑀𝐷 = 0 𝑞𝑎
𝑎 3 − 𝑞𝑎(2𝑎) + 𝑀𝐴 + 𝑞𝑎(𝑎) − 2𝑞𝑎2 = 0 2 2 𝑞𝑎2 − 3𝑞𝑎2 + 𝑀𝐴 + 𝑞𝑎2 − 2𝑞𝑎2 = 0 2 𝑞𝑎2 𝑀𝐴 = 3𝑞𝑎2 − 𝑞𝑎2 − + 2𝑞𝑎2 2 7𝑞𝑎2 𝑀𝐴 = 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
PROBLEMAS CON RÓTULAS EJEMPLO 46: Calcular la flecha en la rótula.
Diagrama de Momentos por partes reducidas Parte izquierda:
Parte izquierda
Parte derecha:
Parte derecha
∑ 𝑀𝐵 = 0 1 2
(𝑅𝐵 𝑙)(𝑙)
𝑀𝐵 =
𝑙 − 3( 3
𝑅𝐵 𝑙 3 3
∴
1 𝑤𝑙2
2
−
𝑤𝑙 4 8
2
)(𝑙)
3 4
𝑙 = 𝑀𝐵
… (1)
1
2
𝑀𝐵 = 2 (𝑅𝐵 𝑙)(𝑙)(3 𝑙)
𝑀𝐵 = −
𝑅𝐵 𝑙 3 3
… (2)
𝑀𝐵 𝑖𝑧𝑞. = 𝑀𝐵 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎 𝑅𝐵 𝑙 3 3
−
𝑤𝑙 4 8
=−
2𝑅𝐵 𝑙 3 3
=
𝑅𝐵 𝑙 3 3
𝑤𝑙 4 8
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑅𝐵 =
3𝑤𝑙 16
… . (3)
Reemplazando (3) en (2) 𝑅𝐵 𝑙 3
𝑀𝐵 = −
𝑀𝐵 =
3 3𝑤𝑙 𝑙 3
𝑀𝐵 = −
16 4
𝑤𝑙
𝑀𝐵 = − 16 4
𝑤𝑙
𝑓𝐵 = − 16
Reemplazando (2) en (1)
3
𝑀𝐵 = 𝑀𝐵 =
𝑅𝐵 𝑙 3 3
−
𝑤𝑙 4 8
3𝑤𝑙 𝑙 3 16 𝑤𝑙 4 16
−
3
−
𝑤𝑙 4 8
𝑤𝑙 4 8
4
𝑤𝑙
𝑓𝐵 = − 16
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
MÉTODO VIGA CONJUGADA EJEMPLO 46-1: Calcular el desplazamiento vertical punto B
∑ 𝑀𝐶 = 0
1 −60 × 3 1 60 × 1 1 [( ) ( × 3) + ( ) ( × 1)] + 𝑅𝐴 (3) = 0 𝐸𝐼 2 3 2 3 −90 10 + = −𝑅𝐴 (3) 𝐸𝐼 𝐸𝐼 −80 = −3𝑅𝐴 𝐸𝐼 𝑅𝐴 =
−80 3𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I I.
Calculo de flecha en B
ℎ 60
ℎ=
𝑀𝑥 =
−80𝑥
𝑀𝑥 =
−80𝑥
3𝐸𝐼 3𝐸𝐼
+ +
10𝑥 2 𝑥 𝐸𝐼
3
10𝑥 3
𝛿𝐵 = 𝑀(1) = 𝛿𝐵 =
𝑉=
𝐸𝐼
−
𝐸𝐼
𝑥
80 3𝐸𝐼 80
𝑉(0) = − 3𝐸𝐼
3𝐸𝐼 −80(1) 3𝐸𝐼
10𝑥 2
20
𝑥
=3
+
10(1)2 3𝐸𝐼
80
𝜃𝐴 = − 3𝐸𝐼
−70 3𝐸𝐼
Por convención de signos: Momentos (-)
flecha hacia abajo
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 47: Calcular momento de empotramiento en A y flecha X=3a
Por simetría decimos que 𝑅𝐴 = 𝑞𝑎
Por área de momentos: EI 𝑡𝐵⁄ = 0 𝐴
EI 𝑡𝐵⁄ = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) B/A ̅ XB 𝐴
0 =
0=
1 𝑞𝑎2 3
𝑞𝑎4 24
22𝑞𝑎4 3
𝑀𝐴 =
2
+
(𝑎)
16𝑞𝑎4 6
𝑎 4
1
+ 2 (4𝑞𝑎2 )(4𝑎)
− 8𝑀𝐴 𝑎2 −
𝑎 3
− (𝑀𝐴 )(4𝑎)(2𝑎) −
1 3
(3𝑎)
9𝑞𝑎2
3𝑎
2
4
27𝑞𝑎4 8
= 8𝑀𝐴 𝑎2 11𝑞𝑎2 22
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Calculo 𝜃 con X = 3a 1 𝑞(𝑥 − 𝑎)2 11𝑞𝑎2 1 𝑞𝑎𝑥 𝑉= [ ] (𝑥 − 𝑎) + ( )𝑋 − 𝑋 3 2𝐸𝐼 12𝐸𝐼 2 𝐸𝐼 𝑞(𝑥 − 𝑎)3 11𝑞𝑎2 𝑥 𝑞𝑎𝑥 2 𝑉= + − 6𝐸𝐼 12𝐸𝐼 2𝐸𝐼
𝜃𝑋=3𝑎
=
𝑞(3𝑎 − 𝑎)3 11𝑞𝑎2 (3𝑎) 𝑞𝑎(3𝑎)2 + − 6𝐸𝐼 12𝐸𝐼 2𝐸𝐼
𝜃𝑋=3𝑎
=
−5𝑞𝑎3 12
1 𝑞(𝑥 − 𝑎)2 𝑥−𝑎 11𝑞𝑎2 𝑥 1 𝑞𝑎𝑥 𝑥 𝑀𝑋 = [ ] (𝑥 − 𝑎) +( )𝑋 − 𝑋 3 2𝐸𝐼 4 12𝐸𝐼 2 2 𝐸𝐼 3 𝑞(𝑥 − 𝑎)4 11𝑞𝑎2 𝑥 2 𝑞𝑎𝑥 3 𝑀𝑋 = + − 24𝐸𝐼 24𝐸𝐼 6𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑋=3𝑎
2𝑞𝑎4
𝑓𝑋 =
3𝐸𝐼
+
33𝑞𝑎4 8𝐸𝐼
−
𝑓𝑥=3𝑎 =
𝑞(3𝑎−𝑎)4 24𝐸𝐼
9𝑞𝑎4
+
11𝑞𝑎2 (3𝑎)2
𝒇𝑿=𝟑𝒂 =
2𝐸𝐼
24𝐸𝐼
−
𝑞𝑎(3𝑎)3 6𝐸𝐼
𝟕𝒒𝒂𝟒 𝟐𝟒𝑬𝑰
EJEMPLO 48: calcular la flecha en el punto A y B.
∑ 𝑀𝐴 = 0 1 960 3
𝐸𝐼
15360 𝐸𝐼
−
𝑀𝐴 =
3
(8)
1 240
∗8 −3 4
2240 𝐸𝐼
𝐸𝐼
3
(4) 4 + ∗ 4 = 𝑀𝐴 4
= 𝑀𝐴
13120 𝐸𝐼
+ ↓ ∑ 𝐹𝑦 = 0 1 960
𝑅𝐴= 3
𝐸𝐼
𝑅𝐴=
2560
𝑅𝐴=
2240
𝐸𝐼
−
(8) −
1 240 3
𝐸𝐼
(4)
320 𝐸𝐼
𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Cálculo de flechas en el punto A −𝑀𝑋 =
13120
−𝑀𝑋 =
13120
𝐸𝐼
𝐸𝐼
−
2240𝑋
−
2240𝑋
𝐸𝐼
𝐸𝐼
1 15𝑋 2
+3
𝐸𝐼
(𝑋)
𝑋 4
15𝑋 4
+ 12𝐸𝐼
−𝑀𝑋=0 = 𝐹𝑋=0 =
−13120
−𝑀𝑋=4 = 𝐹𝑋=4 =
−4480
𝐸𝐼 𝐸𝐼
EJEMPLO 49: Calcular Momento punto B. Así como el giro en A
∑ 𝑀𝑟𝑜𝑑𝑖𝑙𝑙𝑜 = 0 1 6𝑅𝐴 2
72 𝑅𝐴 𝐸𝐼
−
𝑅𝐴 =
2
(6)
𝐸𝐼
324 𝐸𝐼
137 18
3
−
1 36
∗6 −3 224 𝐸𝐼
𝐸𝐼
(6)
3 4
1 24
∗6 −2
𝐸𝐼
2
(4) 2 + ∗ 4 = 0 3
=0
𝑡𝑛 Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Viga original ∑ 𝑀𝐵 = 0 𝑀𝐴 = (12 ∗ 3) + (6 ∗ 4) − 𝑀𝐵 =
43 3
137 18
(6)
𝑡𝑛. 𝑚
Cálculo de R + ↑ ∑ 𝐹𝑦 = 0 1
1
1
−𝑅𝐴 + 2 (6𝑅𝐴 ∗ 6) − 3 (36 ∗ 6) − 2 (24 ∗ 4) = 0 −𝑅𝐴 + 17 = 0 𝑅𝐴 =
17 𝐸𝐼
=
𝜃∆ =
17 𝐸𝐼
EJEMPLO 50: Determinar los momentos de empotramiento y la deflexión en el centro.
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
ℎ 𝑤
Por simetría: MA=MB ; RA=RB
=
𝑥 𝐿 2
( )
ℎ=
EIϴAB=0
2𝑤𝑥 𝐿 * EIϴA − B = 2 [
0=
1 2
𝑅𝐴𝐿2 4
𝑅𝐴
𝐿
𝐿
2
2
− 𝑀𝐴𝐿 −
𝑅𝐴𝐿2 4
] − 2 [(𝑀𝐴)
𝐿 2
1𝑊𝐿2
𝑊𝐿2 96
24
𝐿 2
]
𝑀𝑥 =
96
− 𝑀𝐴 =
1 𝑊𝐿2
] − 2 [4
−𝑤𝑥 2 𝑥
( )
𝐿
3
𝑀𝑥 =
… … … … (1)
𝑀(0) = 0
−𝑤𝑥 3
𝐿
𝑀( ) =
3𝐿
2 𝐿 −𝑤( )3 2
3𝐿 𝐿
−𝑤𝐿3
2
8𝑥3𝐿
𝐿
−𝑤𝐿2
2
24
𝑀( ) = 𝑀( ) =
↑ ∑𝐹𝑌 = 0 … … … … (1) 1
𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 = 2 𝑊 𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 =
𝑊𝐿 4
+
𝐿
1
2
𝐿
+ 2 𝑊(2)
𝑊𝐿 4
Reemplazando (2) EN (1) 𝑀𝐴 =
𝑅𝐴𝐿
𝑀𝐴 = (
4 𝑊𝐿 4
−
𝑊𝐿2
𝐿
96
)(4) −
𝑊𝐿2 96
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2𝑅𝐴 = 𝑅𝐴 =
𝑊𝐿
𝑀𝐴 =
2
𝑊𝐿 4
5𝑊𝐿2 96
… … … … (2)
EJEMPLO 51: El empotramiento B ha tenido un asentamiento vertical. De valor 6𝐸𝐼△ comprobar que MB = −MA = 2 𝐿
EIt 𝐴⁄𝐵
(𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) 𝐵⁄𝐴 . ̅̅̅̅ 𝑋𝐵
= 1
−EI △= 2 (𝑅𝐴𝐿)(𝐿) −EI △=
𝑅𝐴𝐿3
−EI △=
2𝑀𝐴𝐿3
−EI △=
𝑀𝐴𝐿2
6
−
6𝐿
3
−EI △= −
𝐿
0 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐴𝐵
− (𝑀𝐴)(𝐿)( ) 2
𝑀𝐴𝐿2
1
0 = 2 (𝑅𝐴𝐿)(𝐿) − (𝑀𝐴)(𝐿)
2
−
−
𝐿 3
ϴAB = 0
𝑀𝐴𝐿2
𝑅𝐴𝐿2
0=
2
𝑀𝐴𝐿2
𝑅𝐴𝐿2
2
2
1𝑀𝐴𝐿2
𝑅𝐴𝐿
6
𝑅𝐴 =
2
− 𝑀𝐴𝐿
= 𝑀𝐴𝐿 = 2𝑀𝐴
2𝑀𝐴 𝐿
MA = −
6EI △ 𝐿2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
EJEMPLO 52: Calcular △ 𝑉𝐷 ∑⤹ +𝑀𝐴 = 0 𝑀𝐴 = 5𝑥2.5 𝑀𝐴 = 12.5 𝐾𝑁. 𝑀
→ ∑𝐹𝑋 = 0
↑ ∑𝐹𝑌 = 0
𝑅𝐻𝐴 = 5𝐾𝑁
𝑅𝑉𝐴 = 0
𝑀𝑋 = 5𝑋 − 12.5 𝑀(0) = −12.5
0 = 5𝑋 − 12.5 5𝑋 = 12.5
𝑀(5) = 12.5
𝑋 = 2.5
𝑀(2.5) = 0
1 2
1 2
2EIϴAB = (2.5)(12.5) − (2.5)(12.5)
ϴAB = 0
ϴA = 0
ϴB = 0
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
∆H B
∆H
C
tC/B
1 2.5 1 2 2𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 = (2.5𝑥12.5) ( ) − (2.5𝑥12.5)(2.5 + 𝑥2.5) 2 3 2 3 2𝐸𝐼 𝑡𝐵/𝐴 =
625 3125 − 48 48
𝑡𝐵/𝐴 = −
D ∆B θCL tD/C 4𝐸𝐼 𝑡𝐶/𝐵 = (12.5)(5)(2.5) ∆𝑉𝐷
𝑡𝐶/𝐵 = 39.0625
𝑡𝐷 =
(12.5𝑥2.5) 2 ( 𝑥2.5) 2 3
𝐶
𝑡𝐷/𝐶 = 26.04
4𝐸𝐼 ∝𝐵𝐶 = (12.5)(5) 𝜃𝐵𝐶 =
125 = 15.625 8𝐸𝐼
𝜃𝐵𝐶 = 𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 𝜃𝐶 =
125 = 15.625 8𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
625 24𝐸𝐼
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
MÉTODO DE 3 MOMENTOS 1. Trazar DFC Y DMF
𝑀𝐴 = (1𝑇𝑛)(2𝑚) + (
5 Tn
2𝑇𝑛 ) (2𝑚)(1𝑚) = 6𝑇𝑛. 𝑚 𝑚
3 Tn
6 Tn.m
4 Tn 2 Tn/m
A
2 Tn/m
B 3m
3m
C 2m
3m
D 5m
Tramo ABC 𝑴𝑨 (𝑳𝑨𝑩 ) + 𝟐𝑴𝑩 (𝑳𝑨𝑩 + 𝑳𝑩𝑪 ) + 𝑴𝑪 (𝑳𝑩𝑪 ) = −𝟔(∝𝑨𝑩 ) − 𝟔(∝𝑩𝑪 ) 𝑷𝑳𝟐 𝒘𝒔𝟐 𝑷𝒂𝒃 (−𝟔)(𝟔) + 𝟐𝑴𝑩 (𝟔 + 𝟓) + 𝑴𝑪 (𝟓) = −𝟔 ( (𝟐𝑳 − 𝒔)𝟐 ) − 𝟔 ( + ) (𝒃 + 𝑳) 𝟏𝟔 𝟐𝟒𝑳 𝟔𝑳 (𝟒)(𝟐)(𝟑) 𝟑(𝟔)𝟐 𝟐(𝟑)𝟐 (𝟐(𝟔) − 𝟑)𝟐 ) − 𝟔 ( −𝟑𝟔 + 𝟐𝟐𝑴𝑩 + 𝟓𝑴𝑪 = −𝟔 ( + ) (𝟑 + 𝟓) 𝟏𝟔 𝟐𝟒(𝟔) 𝟔(𝟓)
𝟐𝟐𝑴𝑩 + 𝟓𝑴𝑪 = −
𝟐𝟎𝟕𝟑 … … … (𝟏) 𝟐𝟎
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Tramo BCD 𝑷𝒂𝒃 𝒘𝑳𝟑 𝟓𝑴𝑩 + 𝟐𝑴𝑪 (𝟓 + 𝟓) + 𝟓𝑴𝑫 = −𝟔 ( ) (𝒃 + 𝑳) − 𝟔 ( ) 𝟔𝑳 𝟐𝟒 (𝟒)(𝟐)(𝟑) 𝟐(𝟓)𝟑 𝟓𝑴𝑩 + 𝟐𝟎𝑴𝑪 = −𝟔 ( ) (𝟐 + 𝟓) − 𝟔 ( ) 𝟔(𝟓) 𝟐𝟒 𝟓𝑴𝑩 + 𝟐𝟎𝑴𝑪 = −
−𝟗𝟔𝟏 … … . . (𝟐) 𝟏𝟎
De Ecuacion (1) y (2): 𝟐𝟎𝟕𝟑 𝟐𝟎
𝑴𝑩 = −𝟑. 𝟖𝟑𝟕
−𝟗𝟔𝟏 𝟓𝑴𝑩 + 𝟐𝟎𝑴𝑪 = − 𝟏𝟎
𝑴𝑪 = −𝟑. 𝟖𝟒𝟓
𝟐𝟐𝑴𝑩 + 𝟓𝑴𝑪 = −
MA=6 Tn MB=-3.84 Mc=-3.85
Para calcular las reacciones de nuevo se ahislan los tramos: 1 Tn 2 Tn/m
∑M1=0 2 Ra = (2 x 2 x 1)+6 Ra = 5 Tn
6 Tn.m 2m Ra= 5Tn
3 Tn
6RBA = (3x3) + (6x4.5) – 6 + 3.84 RBA = 5.64 Tn
2 Tn/m 6 Tn/m
3.84 Tn/m
RAB=3.36 Tn
RBA=5.64 Tn
↑ ∑Fy = 0 RAB = 3 + 6 – 5.64 RAB = 3.36 Tn
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
RA= 5 + 3.36 = 8.36 T RB= 5.64 + 2.40 = 8.04T
Σ𝑅 = 28
RC= 1.60 + 5.77 = 7.37T RD= 4.23T
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 1- TRAMO A*- A : [0 ≤ 𝑥 ≤ 2]
Mx= -𝑥 2 − 𝑥
V= 1- 2x V(0)= -1
M(0) = 0
V(2)= -5
M(0) = -6
2.- TRAMO A* - A – B: 2 ≤ 𝑥 ≤ 5 V= -1 – 4 + 8 .36
Mx= - x– 4(x-1)+ 8.36(x-
2) V= 3.36 V(2)= 3.36
M(2) = -6
V(5)= 3.36
M5) = 4.08
3.- TRAMO A* - A – B: 5 ≤ 𝑥 ≤ 8
V= -1 – 4 + 8.36 – 3 – 2x V= 0.36 – 2(x-5) Mx= - x – 4(x-1)+8.36(x-2)-3(x-5)-(x-5)
V(5)= 0.36
M(5) = 4.08
V(8)= -5.64
M(8) = -3.84
2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 4.- De derecha a izquierda: D-C: 0 ≤ 𝑥 ≤ 5
V= 2x – 4.23 Mx= 4.23 -𝑥 2 V(0)= -4.23
M(0) = 0
V(5)= 5.77
M(5) = -3.85
V= 2x – 4.23 X= 2.45 ( MOMENTO MÁXIMO) Mmax= 4.23(2.45) – (2.45)2
Mmax= 4.56
5.- TRAMO DCB: 5 ≤ 𝑥 ≤ 8
V= -4.23 + 10 – 7.37 V= -1.6 Mx=4.23 – 10(x - 2.5) + 7.37(x-5) V(5)= -1.6
M(5) = -3.85
V(8)= -1.6
M(8) = 0.95
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 6.- TRAMO DCB: 8 ≤ 𝑥 ≤ 10
V=2.4 MX= 4.23X - 10(X-2.5) +7.37(X - 5) - 4(X - 8) V(8)= 2.4
M(8) = 0.95
V(10)= 2.4
M(10) = -3.85
VIGA REAL:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2. En el sistema mostrado, calcular los momentos en los apoyos y el desplazamiento vertical en “B” (𝐸 = 2x106 t/m2)
4T
A 1.5m
3T
1.5m
B
1m
I = 600cm4
3T
1m
1m
C
I = 800cm2
4T
3T
D
4m
I = 1000cm4
3T
A’ A L = 0m 1.5m 1.5m
I=∞
B ∆ 1m
C 1m
1m
D 4m
I1 = 600cm4
I2 = 800cm4
I3 = 1000cm4
I = 6x10−6 m2
I = 8x10−6 m4
I = 1x10−5 m4
E
L = 0m
I=∞
FORMULA GENERAL DESPLAZAMIENTO L1 L1 L2 L2 6(αDerc. )1 6(αizq. ) 6EhA 6EhC MA [ ] + 2MB [ + ] + MC [ ] = − − + + I1 I1 I2 I2 I1 I2 L1 L2
Tramo A’AB MB = 0 (Debido a que la rotula no genera momento) MA′ (
0 0 3 3 6(0) 4 x 32 6 x E x 0 (6)(E)(−∆) ) + 2MA [ + ] + MB [ ] = − − 6[ ]+ + I∞ 80 I1 I1 I∞ 16 x I1 0 3 6MA 27 =− − 2E∆ I1 2I1
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 6MA = −
27 27 − 2EI1 ∆ − − − −→ 6MA = − − [(2)(2x106 )(6x10−6 )(∆)] 2 2 6MA = 6MA + 24∆
6MA + 24∆= −13,5 … … … . (1)
Tramo BCD
(3)(1)[3 − 1] 3 3 4 4 0 6E(−∆ ) 6E(0 ) MB ( ) + 2MC ( + ) + MD ( ) = −6 [ ] − 6( ) + + I2 I2 I3 I3 2 x I2 I3 3 4
2MC
3 8x10−6
+
4 1x10−5
+ MD
4 1x10−5
=−
36 2x8x10−6
− 2(2x106 )
1,55 x 106 MC + 0,4 x 106 MD = −2,25 x 106 − 4 x 106 ∆ 1,55 MC + 0,4 MD = −2,25 − 4∆ 1,55 MC + 4∆ + 0,4 MD = −2,25 … … … (2) Tramo CDE
4 4 0 0 MC ( ) + MB ( + ) + ME ( ) = −6(0) − 6(0) I3 I3 ∞ ∞ 4MC 8MD + =0 I3 I3 4MC + 8MD = 0 … … … . (3) De 1, 2, 3 tenemos:
6MA + 24∆
= −13,5
4∆ + 1,55MC + 0,4MD = −2,25 4MC + 8MD = 0
MA = MB = 0 MC = MD =
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
MÉTODO ÁREA DE MOMENTOS Calcular giros A; C y TB
𝑅𝐴 =
𝑊𝐿 4
𝑅𝐶 =
𝑅𝐶 =
𝑊𝐿 4
𝑊𝐿 4
∑=MA=0 𝑅𝐶 𝐿 =
𝑊𝐿 𝐿 𝑊𝐿 𝐿 𝐿 ( )+ ( + ) 4 6 4 2 3
𝑅𝐶 =
𝑊𝐿2 5𝑊𝐿2 + 24 24
𝑅𝐶 𝐿 = 𝑅𝐶 =
𝐹𝐵 =
6𝑊𝐿2 24 𝑊𝐿 4
𝑞𝑊𝐿4 1920𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑊1 𝑊𝑋 = 𝐿 𝑋 2 𝑊1 =
𝑊2 𝐿 −𝑋 2
=
𝑊 𝐿 2
𝑊2 =
𝐿 2
𝑊𝑋 𝐿 2
=>𝑊1 =
2𝑊𝑋 𝐿
( −𝑋)𝑊 𝐿 2
𝑊2 =
𝐿 2𝑊(2 − 𝑋) 𝐿
1 (2𝑊𝑋)𝑋 𝑊𝑋 2 = 2 𝐿 𝐿
1 𝑋 2𝑊 2 − 𝑋 ( 2 ) 𝑊𝐿 𝑊𝑋 2 2𝑋 𝑀𝑋 = 𝑋− ( )− 4 𝐿 3 𝐿
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 1 𝑊𝐿 2𝑊𝑋 3 𝑊𝑋 2 − 𝑋 𝑀𝑋 = 𝑋− − 4 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝑊(2) 2 − 2 𝑊𝐿(2) 2𝑊 𝐿 𝐿 𝑀( ) = − ( )3 − 2 4 3𝐿 2 𝐿 𝐿 𝑊𝐿2 𝑊𝐿2 𝑀( ) = − 2 8 12 𝐿 6𝑊𝐿 𝑀( ) = 2 24
𝑊𝐿2 24
𝐸𝐼 𝑡 𝐶 ⁄𝐴 = ( 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹) 𝐶 ⁄𝐴 𝑋𝐶 =
1 𝑊𝐿 𝐿 1 𝐿 ( )( )( ) 4 24 2 5 2
𝑊𝐿3 𝑡 𝐶 ⁄𝐴 = 1920𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DEFORMADA:
C
𝜃𝐴
𝛿𝐶
𝐸𝐼 𝑡𝐵⁄ = (𝑎𝑟𝑒𝑎 𝐷𝑀𝐹)𝐵⁄ . 𝑋̅𝐵 𝐴
=
𝐴
1 𝑊𝐿2 𝐿 4 𝐿 1 𝑊𝐿2 𝐿 𝐿 1 𝐿 ( )( )( . ) + ( ) ( )( + ) 4 24 2 6 2 4 24 2 2 52 𝐸𝐼 𝑡𝐵
𝑤𝑙4 𝑤𝑙4 ⁄𝐴 = + 480 320 4
𝑊𝐿 𝑡 𝐵⁄𝐴 = 192 𝜃𝐴 =
𝑡𝐵⁄ 4 𝐴 => 𝑊𝐿 𝐿 192𝐿
𝑊𝐿3 𝜃𝐴 = 192𝐸𝐼
𝜃𝐴 =
𝛿𝐶 + 𝑡𝐶⁄𝐴 𝐿 2
𝜃𝐴 =
(𝛿𝐶 + 𝑡𝐶⁄𝐴 )2 𝐿
𝜃𝐴 𝐿 − 𝑡𝐶⁄𝐴 = 𝛿𝐶 2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑊𝐿3 𝐿 𝑊𝐿4 ( )− = 𝛿𝐶 192𝐸𝐼 2 1920𝐸𝐼 𝑊𝐿4 𝑊𝐿4 𝛿𝐶 = − 384𝐸𝐼 1920𝐸𝐼 𝛿𝐶 =
𝑊𝐿4 480𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
MÉTODO DE PENDIENTE Y DEFLEXIÓN 1. Son vigas hiperestáticas 2. La viga gira y se desplaza 3. Los MIJ y MJI rotan en sentido horario.
ECUACIONES DE PENDIENTE Y DEFLEXIÓN (Fórmulas de Maney)
𝑀𝑖𝑗 = 𝑀𝑖𝑗 +
2𝐸𝐼 3∆ (2𝜃𝑖 + 𝜃𝑗 − ) 𝑙 𝑙
𝑀𝑗𝑖 = 𝑀𝑖𝑗 +
2𝐸𝐼 3∆ (2𝜃𝑗 + 𝜃𝑖 − ) 𝑙 𝑙
RESOLVER:
2𝐸𝐼 (𝜃2 ) 𝐿 2𝐸𝐼 (2𝜃2 ) = 𝐿
𝑀12 = 𝑀21
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀23 =
−𝑃𝐿 2𝐸𝐼 (2𝜃2 + 𝜃3 ) + 8 𝐿
𝑀32 =
𝑃𝐿 2𝐸𝐼 (2𝜃3 + 𝜃2 ) + 8 𝐿
𝑀34 =
2𝐸𝐼 (2𝜃3 ) 𝐿
𝑀43 =
2𝐸𝐼 (𝜃3 ) 𝐿
𝑀21 + 𝑀23 = 0 𝑀32 + 𝑀34 = 0 8𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 𝑃𝐿 + = 𝐿 𝐿 8 2𝐸𝐼𝜃2 8𝐸𝐼𝜃3 −𝑃𝐿 + = 𝐿 𝐿 8 𝑃𝐿 8 2 𝜃2 [ ][ ] = [ 8 ] −𝑃𝐿 2 8 𝜃3 8 𝑃𝐿2 𝜃2 = 48𝐸𝐼 𝜃3 = −
𝑃𝐿2 48𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
M12
MBC
M12 =
PL 24
𝑀12 =
𝑃𝐿 24
M21 =
PL 12
𝑀21 =
−𝑃𝐿 12
M23 =
−PL 12
𝑀23 =
−𝑃𝐿 12
M32 =
PL 12
𝑀32 =
−𝑃𝐿 12
M34 =
−PL 12
𝑀34 =
−𝑃𝐿 12
M43 =
−PL 24
𝑀43 =
𝑃𝐿 24
𝑃 2
𝑀𝑥 = 𝑥 𝑀
𝐿 2
=
𝑃 𝐿 2 2
𝑀 𝑃𝐿 6
− 𝐿 2
𝑃𝐿 12
=
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝑥 =
𝑃 𝐿 𝑃𝐿 𝑥 − 𝑃 (𝑥 − ) − 2 2 12
L 𝑃 𝐿 𝐿 𝐿 𝑃𝐿 𝑀( ) = ( )−𝑃( − )− 2 2 2 2 2 12 𝐿 𝑃𝐿 𝑃𝐿 𝑀( ) = −0− 2 4 12 𝐿 𝑃𝐿 𝑀( ) = 8 6
𝑃
𝑉12 = − 8 𝑉23 =
𝑃 2 𝑃
𝑃
𝑉23 = 2 − 𝑃 = − 2 𝑉34 =
𝑃 8
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DMF:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2. Encontrar todos los momentos de la viga mostrada en la figura usando el método de pendiente – deflexión. EI = 7
SOLUCIÓN: 30 𝑥 (7)2 12
−100(3)2 (4) 72 100(4)2 (3) 72
𝑀𝐴𝐵 = −122.5 +
14 7
(2𝜃𝐴 + 𝜃𝐵 ) → 𝑀𝐴𝐵 = −122.5 + 2 2
𝑀𝐵𝐴 = 122.5 + 2(2𝜃𝐵 + 𝜃𝐴 ) → 𝑀𝐵𝐴 = 122.5 + 2 2
−562 59
= 122.5
−3000
=
=
49
4800 49
1734 49
−
−
1734 49
562 59
=0
= 155.17 𝐾𝑛. 𝑚
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝐵𝐶 = −122.5 + 2(2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 ) → 𝑀𝐵𝐶 = −122.5 + 2 2 𝑀𝐶𝐵 = 122.5 + 2(2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 ) → 𝑀𝐶𝐵 = 122.5 + 2 2 𝑀𝐶𝐷 =
−3600
𝑀𝐷𝐶 =
4800
49 49
+ 2(2𝜃𝐶 + 𝜃𝐷 ) → 𝑀𝐶𝐷 =
+ 2(2𝜃𝐷 + 𝜃𝐶 ) → 𝑀𝐷𝐶 =
−3600 49
4800 49
+2 2
+2 2
19 7 19 7
−2533 98
−562 59 562
− −
59
2533
−
98 19 7
−
19 7
= −155.17 𝐾𝑛. 𝑚
= 114.31 𝐾𝑛. 𝑚 = 114.31 𝐾𝑛. 𝑚 =0
ECUACIONES: 1. 𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 122.5 + 4𝜃𝐵 + 2𝜃𝐴 − 122.5 + 4𝜃𝐵 + 2𝜃𝐶 = 0 2𝜃𝐴 + 8𝜃𝐵 + 2𝜃𝐶 = 0 … … … . (1)
2. 𝑀𝐶𝐵 + 𝑀𝐶𝐷 = 0
3600 + 4𝜃𝐶 + 2𝜃𝐷 = 0 49 4805 2𝜃𝐵 + 8𝜃𝐶 + 2𝜃𝐷 = − … … … . (2) 98 122.5 + 4𝜃𝐶 + 2𝜃𝐵 −
3. 𝑀𝐴𝐵 = 0 4𝜃𝐴 + 2𝜃𝐵 = 122.5 … … … . (3) 4. 𝑀𝐷𝐶 = 0 4𝜃𝐷 + 2𝜃𝐶 = − [k] 2 (0 4 0
8 2 2 0
4800 … … … . (4) 49
[∆] 2 8 0 2
0 2) 0 4
𝜃𝐴 𝜃 ( 𝐵) = 𝜃𝐶 𝜃𝐷
[F] 0 −4805 98 122.5 −4800 ( 49 )
[𝐾][∆] = −[𝐹] 𝑜 ∆= [−𝐹][𝐾]−1
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝜃𝐴 =
1734 49
𝜃𝐴 =
−562 59
𝜃𝐴 =
19 7
𝜃𝐴 =
−2533 49
Esto se reemplaza en cada una de las ecuaciones de cada momento respectivamente.
Graficando diagrama de fuerza cortante y momento flector:
Barra A-B: 𝑣 = 82.83 − 30𝑥
𝑀𝑥 = 82.83𝑥 − 15𝑥 2
𝑣(0) = 82.83
𝑀(0) = 0
𝑣(7) = −127.17
𝑀(7) = 155.17
0 = 82.83 − 30𝑥
𝑀𝑚𝑎𝑥 → 𝑀(2.761) = 114.35 𝑥 = 2.761
Barra B-C: 𝑣 = 110.84 − 30𝑥
𝑀𝑥 = 110.84𝑥 − 15𝑥 2 − 155.17
𝑣(0) = 110.84
𝑀(0) = −155.17
𝑣(7) = −99.16
𝑀(7) = −114.31
0 = 110.84 − 30𝑥
𝑀𝑚𝑎𝑥 → 𝑀(3.69467) = 49.59 𝑥 = 3.69467
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Barra C-D: 𝑣 = 59.19 − 100 𝑣(0) = 59.19
𝑀𝑥 = 59.19𝑥 − 100(𝑥 − 4) − 114.31 𝑀(0) = −114.31
𝑣(7) = −40.81
𝑀(7) = 122.45 𝑉(7) = 0
DFC:
DMF:
DEFORMACIÓN:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 3. Encuentre los momentos de la viga si el soporte en B se asienta 6mm.
𝑃𝐿 8
[ 𝑀𝐴𝐵 = −75 + 𝑀𝐵𝐴 = 75 +
=
200 𝑥 3 8
= 75
3∆ 3 𝑥 0.006𝑚 = 0.006 ]= 𝐿 3𝑚
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 2𝑥84.378 −56.25 [2𝜃𝐴 + 𝜃𝐵 − 0.006] = −75 + + − 0.006] = 0 [ 3 3 𝐸𝐼 𝐸𝐼
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 −2𝑥56.25 84.378 [2𝜃𝐵 + 𝜃𝐴 − 0.006] = 75 + + − 0.006] = 56.248 [ 3 3 𝐸𝐼 𝐸𝐼
𝑀𝐵𝐶 =
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 −2𝑥56.25 28.122 [2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 + 0.006] = + + 0.006] = −56.248 [ 3 3 𝐸𝐼 𝐸𝐼
𝑀𝐶𝐵 =
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 2𝑥28.122 56.25 [2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 + 0.006] = − + 0.006] = 0 [ 3 3 𝐸𝐼 𝐸𝐼
ECUACIONES: 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 2𝐸𝐼𝜃𝐴 4𝐸𝐼𝜃𝐵 2𝐸𝐼0.006 4𝐸𝐼𝜃𝐵 2𝐸𝐼𝜃𝐶 2𝐸𝐼0.006 + − + 75 + + + =0 3 3 3 3 3 3 2𝐸𝐼𝜃𝐴 8𝐸𝐼𝜃𝐵 2𝐸𝐼𝜃𝐶 + + = −75 … (1) 3 3 3 𝑀𝐴𝐵 = 0 4𝐸𝐼𝜃𝐴 2𝐸𝐼𝜃𝐵 + = 75.004 … (2) 3 3 𝑀𝐶𝐵 = 0 2𝐸𝐼𝜃𝐵 4𝐸𝐼𝜃𝐶 + = −0.004 … (3) 3 3
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2 3 4 3 [0
8 3 2 3 2 3
2 3
84.378 𝐸𝐼 −56.25 𝜃𝐵 = 𝐸𝐼 28.122 𝜃𝐶 = 𝐸𝐼 𝜃𝐴 =
𝜃𝐴 −75 [𝜃𝐵 ] = [ 75.004 ] 𝜃𝐶 −0.004
0 4 3]
4.- Calcular los asentamientos de la viga si los asentamientos en los apoyos son: 𝐸𝐼 = 210 000 000 ∗ 8 ∗ 10−4
𝐴 = 32 𝑚𝑚
𝐸𝐼 = 180 000 KN/𝑚2
𝐵 = 62 𝑚𝑚 𝐶 = 70 𝑚𝑚 𝐷 = 28 𝑚𝑚 𝐸 = 210 𝐺𝑝 = 210 000 000 KN/𝑚2
1𝑚4 𝐼 = 800 ∗ 10 𝑚𝑚 = 800 ∗ 10 𝑚𝑚 ∗ 6 ∗ 8 ∗ 10−4 𝑚4 4 10 𝑚𝑚 6
4
6
4
200 KN
𝑀= 𝑀1 =
A
B
C
D
300 ∗ 6 8
𝑀1 = 225 𝑀2 =
3m
𝑃𝐿 8
200 ∗ 6 8
𝑀2 = 150
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
TRAMO AB
A
TRAMO BC B
B
6 000 mm
32
TRAMO CD
C
C
D 28mm
62 m m
70mm
70
+
3∆ 3 ∗ (0.03𝑚) = 𝐿 6𝑚
+
3∆ 3 ∗ (0.008𝑚) = 𝐿 6𝑚
+
3∆ −3 ∗ (0.042𝑚) = 𝐿 6𝑚
+
3∆ = +0.015 𝐿
+
3∆ 𝐿
+
3∆ = −0.021 𝐿
𝑀𝐴𝐵 = −225 +
2∗(168 000) 6
= +0.004
∗ [2𝜃𝐴 + 𝜃𝐵 − 0.015]
𝑀𝐴𝐵 = −225 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐴 + 𝜃𝐵 − 0.015]
𝑀𝐴𝐵 = 0
𝑀𝐵𝐴 = 225 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐵 + 𝜃𝐴 − 0.015]
𝑀𝐵𝐴 = 154.07 𝐾𝑁. 𝑚
𝑀𝐵𝐶 = −150 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 − 0.004]
𝑀𝐵𝐶 = −154.07 𝐾𝑁. 𝑚
𝑀𝐶𝐵 = 150 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 − 0.004]
𝑀𝐶𝐵 = −107.27 𝐾𝑁. 𝑚
𝑀𝐶𝐷 = −225 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐶 + 𝜃𝐷 + 0.021]
𝑀𝐶𝐷 = 107.27 𝐾𝑁. 𝑚
𝑀𝐷𝐶 = 225 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐷 + 𝜃𝐶 + 0.021]
𝑀𝐷𝐶 = 0
Ecuaciones: 1. 𝑀𝐴𝐵 = 0 112 000 𝜃𝐴 + 56 000 𝜃𝐵 = 1065 … … … … … (1)
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2. 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 112 000 𝜃𝐵 + 56 000 𝜃𝐴 − 615 + 112 000 𝜃𝐵 + 56 000 𝜃𝐶 − 374 = 0 56 000 𝜃𝐴 + 224 000 𝜃𝐵 + 56 000 𝜃𝐶 = 989 … … … … (2) 3. 𝑀𝐶𝐵 + 𝑀𝐶𝐷 = 0 150 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 − 0.004] + (−225) + 56 000 ∗ [2𝜃𝐶 + 𝜃𝐷 + 0.021] = 0 −74 + 112 000 𝜃𝐶 + 56 000 𝜃𝐵 + 951 + 112 000 𝜃𝐶 + 56 000 𝜃𝐷 = 0 56 000 𝜃𝐵 + 224 000 𝜃𝐶 + 56 000 𝜃𝐷 = −877 … … … … (3) 4. 𝑀𝐷𝐶 = 0 225 + 56 000 ∗ [2𝜃𝐷 + 𝜃𝐶 + 0.021] 225 + 112 000 𝜃𝐷 + 56 000 𝜃𝐶 + 1176 = 0 112 000 𝜃𝐷 + 56 000 𝜃𝐶 = −1401
112 000 56 000 [ 0 0
56 000 224 000 56 000 0
0 56 000 224 000 56 000
𝜃𝐴 0 1065 𝜃 0 987 ] [ 𝐵] = [ ] 56 000 𝜃𝐶 −877 112 000 𝜃𝐷 −1401
𝜃𝐴 = 0.0081 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐴 = 0.00810079 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐵 = 0.0028 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐵 = 0.00281627 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐶 = −0.0017 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐶 = −0.00170516 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐷 = −0.01117 𝑟𝑎𝑑
𝜃𝐷 = −0.01165635 𝑟𝑎𝑑
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 4.1.- Calcular los momentos de la siguiente viga: 3.6 KN/m 1.2 KN/m
A
B
30 m
C
20 m
−𝑊𝐿2 −(3.6)(30)2 = = −162 20 20 𝑊𝐿2 (3.6)(30)2 𝑀𝐵𝐴 = = = −108 30 30 −𝑊𝐿2 −(1.2)(20)2 𝑀𝐵𝐶 = = = −40 12 12 𝑊𝐿2 (1.2)(20)2 𝑀𝐶𝐵 = = = 40 12 12 𝑀𝐴𝐵 =
Encontramos las ecuaciones: 𝐸𝐼 2946 (𝜃𝐵 ) = − 15 17 𝐸𝐼 1452 (2𝜃𝐵 ) = = 108 + 15 17
𝑀𝐴𝐵 = −162 + 𝑀𝐵𝐴
𝑀𝐵𝐶 = −40 +
𝐸𝐼 −1452 (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 ) = 10 17
𝑀𝐶𝐵 = 40 +
𝐸𝐼 (2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 ) = 0 10
Ecuaciones : 1. −𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 𝐸𝐼 𝐸𝐼 (2𝜃𝐵 ) − 40 + (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 ) = 0 15 10 𝐸𝐼𝜃𝐵 𝐸𝐼𝜃𝑐 + = −68 … … … … … … (1) 3 10 108 +
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
2. − 𝑀𝐶𝐵 = 0 𝐸𝐼 (2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 ) = −40 … … … . (2) 10 Resolviendo (1) y (2): 1 1 𝜃 −68 [ 3 10] [ 𝐵 ] = [ ] 1 1 𝜃𝑐 −40 10 5 De la cual resolviendo de obtiene: −2880 17 −1960 𝜃𝑐 = 17 𝜃𝐵 =
Remplazando en las ecuaciones de los momentos obtenemos:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
Y calculamos el DFC: 3309 3309 85 85 1383 85
1281 85
DMF: 2946 17 1452 17
657 85
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
5.- Trazar el DFC y DMF 3 Tn/m
3
4m
2 Tn/m
2
2 Tn
4
1
5m
De los momentos: 𝑊𝐿2 2𝑥42 8 = = 12 12 3 𝑊𝐿2 2𝑥52 25 = = 12 12 4 𝑃𝐿 2𝑥4 = =1 8 8
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
8 2𝐸𝐼 3∆ 𝑀12 = − + (2𝜃1 + 𝜃2 − ) = 0 3 4 4 8 2𝐸𝐼 3∆ −89 𝑀21 = + (2𝜃2 + 𝜃1 − ) = 3 4 4 92 25 2𝐸𝐼 89 (2𝜃2 + 𝜃3 ) = 𝑀23 = − + 4 5 92 25 2𝐸𝐼 1015 (2𝜃3 + 𝜃2 ) = 𝑀32 = + 4 5 92 2𝐸𝐼 3∆ 1015 (2𝜃3 + 𝜃4 − ) = − 4 4 92 2𝐸𝐼 3∆ = 1+ (2𝜃4 + 𝜃3 − ) = 0 4 4
𝑀34 = −1 + 𝑀43
Ecuaciones de equilibrio: 1) 𝑀12 = 0 8 2𝐸𝐼 3∆ − + (2𝜃1 + 𝜃2 − ) = 0 3 4 4 𝐸𝐼𝜃1 +
2𝐸𝐼𝜃2 6𝐸𝐼∆ 8 − = … … … … … . (1) 4 16 3
2) 𝑀21 + 𝑀23 = 0 8 2𝐸𝐼 3∆ 25 2𝐸𝐼 (2𝜃2 + 𝜃3 ) = 0 + (2𝜃2 + 𝜃1 − ) − − + 3 4 4 4 5 2𝐸𝐼𝜃1 9𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼∆ 43 + + − = … … … … … . (2) 4 5 5 16 12 3) 𝑀32 + 𝑀34 = 0 25 2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 3∆ (2𝜃3 + 𝜃2 ) − 1 + + (2𝜃3 + 𝜃4 − ) = 0 4 5 4 4 2𝐸𝐼𝜃1 9𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃4 6𝐸𝐼∆ 21 + + − = − … … … … … . (3) 5 5 4 16 4 4) 𝑀43 = 0 2𝐸𝐼 3∆ (2𝜃4 + 𝜃3 − ) = 0 4 4 2𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼∆ + 𝐸𝐼𝜃4 − = −1 4 16 1+
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 5) 𝐻1 + 𝐻2 = 6 1 1 − (𝑀12 + 𝑀21 ) − (𝑀34 + 𝑀43 ) = 3 𝐿 𝐿 1 1 − (𝑀12 + 𝑀21 ) − (𝑀34 + 𝑀43 ) = 3 4 4 1 − (𝑀12 + 𝑀21 ) + (𝑀34 + 𝑀43 ) = 3 4 1 8 2𝐸𝐼𝜃2 6𝐸𝐼∆ 8 2𝐸𝐼𝜃1 6𝐸𝐼∆ − [(− + 𝐸𝐼𝜃1 + − + + 𝐸𝐼𝜃2 + − ) 4 3 4 16 3 4 16 2𝐸𝐼𝜃4 6𝐸𝐼∆ 2𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼∆ + (−1 + 𝐸𝐼𝜃3 + − + 1 + 𝐸𝐼𝜃4 + − )] = 3 4 16 4 16 1 3𝐸𝐼𝜃1 3𝐸𝐼𝜃2 12𝐸𝐼∆ 3𝐸𝐼𝜃3 3𝐸𝐼𝜃4 12𝐸𝐼∆ − [ + − + + − ]=3 4 2 2 16 2 2 16 𝐸𝐼 [−
3𝜃1 3𝜃2 3𝜃3 3𝜃4 3∆ − − − − ]=3 8 8 8 8 8
En resumen tenemos la siguiente matriz: 1 2 4 0 0 3 [− 8
2 4 9 5 2 5
3 8 8 2 3 𝜃 0 − 3 5 8 1 43 𝜃 2 9 2 3 𝜃 = 12 − 5 4 8 3 −21 2 3 [𝜃4 ] ∆ 0 1 − 4 4 8 [ −1 ] 3 3 3 3 − − − 8 8 8 8 ] 0
0
−
Resolviendo tenemos: 2849 138 185 𝜃2 = 23 45 𝜃3 = 23 921 𝜃4 = 46 176 ∆= 3
𝜃1 =
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I Se calcula lo siguiente:
Calculamos datos para los diagramas:
𝑉= 𝑉(0) =
1561 − 2𝑋 368
1561 368
𝑉(4) =
−1383 368
𝑆𝑖 𝑉 = 0 0=
1561 − 2𝑋 368
𝑋=
1561 736
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀𝑥 = 𝑀(0) = 0
𝑀(
1561 𝑋 − 𝑋2 368
1561 ) = 4.498 736
𝑉= 𝑉(0) =
51 10
𝑀(4) =
89 92
51 − 3𝑋 10 𝑉(5) = −
99 10
𝑆𝑖 𝑉 = 0 0=
51 − 3𝑋 10
𝑋 = 1.7 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑠 0 𝑦 𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑠 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑉= 𝑀(0) =
89 92
51 3𝑋 2 89 𝑋− + 10 2 92 𝑀(1.7) = 5.30
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑉= 𝑉(0) =
647 368
𝑀𝑥 = 𝑀(0) = 0
647 +2 368 𝑉=
1383 368
647 𝑋 + 2(𝑋 − 2) 368
𝑀(2) =
−647 169
𝑀(4) =
1015 92
De los datos obtenidos se dibujan los siguientes diagramas:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DFC 51/10
1383/368
-1383/368
-99/100
1561/368
647/368
DMF
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I -1015/92
89/92
-1015/92
89/92
4.498 -647/164
DEFORMADA
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 6.- Trazar el DFC Y DMF, para la estructura mostrada:
C
P
F
B E
2L
2P
D A
L
L
Momentos derechos cambian de signo:
𝑀𝐴𝐵 =
2𝐸𝐼 3∆1 −97𝑃𝐿 (𝜃𝐵 − ) → 𝑀𝐴𝐵 = 𝐿 𝐿 110
𝑀𝐵𝐴 =
2𝐸𝐼 3∆1 −34𝑃𝐿 (2𝜃𝐵 − ) → 𝑀𝐵𝐴 = 𝐿 𝐿 55
𝑀𝐵𝐴 =
34𝑃𝐿 55
𝑀𝐵𝐶 =
2𝐸𝐼 3∆2 −19𝑃𝐿 (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 − ) → 𝑀𝐵𝐶 = 𝐿 𝐿 110
𝑀𝐵𝐶 =
−19𝑃𝐿 110
𝑀𝐶𝐵 =
2𝐸𝐼 3∆2 −18𝑃𝐿 (2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 − ) → 𝑀𝐶𝐵 = 𝐿 𝐿 55
𝑀𝐶𝐵 =
−18𝑃𝐿 55
𝑀𝐶𝐹 =
2𝐸𝐼 18𝑃𝐿 (2𝜃𝐶 + 𝜃𝐹 ) → 𝑀𝐶𝐹 = 𝐿 55
𝑀𝐶𝐹 =
18𝑃𝐿 55
𝑀𝐴𝐵 = −
97𝑃𝐿 110
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀𝐹𝐶 =
2𝐸𝐼 18𝑃𝐿 (2𝜃𝐹 + 𝜃𝐶 ) → 𝑀𝐹𝐶 = 𝐿 55
𝑀𝐹𝐶 =
−18𝑃𝐿 55
𝑀𝐵𝐸 =
2𝐸𝐼 87𝑃𝐿 (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐸 ) → 𝑀𝐵𝐸 = 𝐿 110
𝑀𝐵𝐸 =
87𝑃𝐿 110
𝑀𝐸𝐵 =
2𝐸𝐼 87𝑃𝐿 (2𝜃𝐸 + 𝜃𝐵 ) → 𝑀𝐸𝐵 = 𝐿 110
𝑀𝐸𝐵 =
−87𝑃𝐿 110
𝑀𝐹𝐸 =
2𝐸𝐼 3∆2 −18𝑃𝐿 (2𝜃𝐹 + 𝜃𝐸 − ) → 𝑀𝐹𝐸 = 𝐿 𝐿 55
𝑀𝐹𝐸 =
−18𝑃𝐿 55
𝑀𝐸𝐹 =
2𝐸𝐼 3∆2 −19𝑃𝐿 (2𝜃𝐸 + 𝜃𝐹 − ) → 𝑀𝐸𝐹 = 𝐿 𝐿 110
𝑀𝐸𝐹 =
19𝑃𝐿 110
𝑀𝐸𝐷 =
2𝐸𝐼 3∆1 −34𝑃𝐿 (2𝜃𝐸 − ) → 𝑀𝐸𝐷 = 𝐿 𝐿 55
𝑀𝐷𝐸 =
2𝐸𝐼 3∆1 −97𝑃𝐿 (𝜃𝐸 − ) → 𝑀𝐷𝐸 = 𝐿 𝐿 110
𝑀𝐸𝐷 = 𝑀𝐷𝐸 =
−34𝑃𝐿 55
97𝑃𝐿 110
Condiciones de equilibrio: 1. ) 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐵𝐸 = 0 2. ) 𝑀𝐶𝐵 + 𝑀𝐶𝐹 = 0 3. ) 𝑀𝐹𝐶 + 𝑀𝐹𝐸 = 0 4. ) 𝑀𝐸𝐵 + 𝑀𝐸𝐷 + 𝑀𝐸𝐹 = 0 5. )𝑉𝐶𝐵 + 𝑉𝐹𝐸 = 𝑃 6. ) 𝑉𝐵𝐴 + 𝑉𝐸𝐷 = 3𝑃
→
−1 [(𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵 ) + (𝑀𝐹𝐸 + 𝑀𝐸𝐹 )] = 𝑃 𝐿
→
−1 [(𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 ) + (𝑀𝐷𝐸 + 𝑀𝐸𝐷 )] = 3𝑃 𝐿
Resolvemos las ecuaciones: 1. ) 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐵𝐸 = 0 2𝐸𝐼 3∆1 2𝐸𝐼 3∆2 2𝐸𝐼 (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐸 ) = 0 (2𝜃𝐵 − )+ (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 − )+ 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐵 6𝐸𝐼∆1 4𝐸𝐼𝜃𝐵 2𝐸𝐼𝜃𝐶 6𝐸𝐼∆2 4𝐸𝐼𝜃𝐵 2𝐸𝐼𝜃𝐸 − + + − + + =0 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 12𝐸𝐼𝜃𝐵 2𝐸𝐼𝜃𝐶 2𝐸𝐼𝜃𝐸 6𝐸𝐼∆1 6𝐸𝐼∆2 + + − − = 0 … … … … … … . . (1) 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 2. ) 𝑀𝐶𝐵 + 𝑀𝐶𝐹 = 0 2𝐸𝐼 3∆2 2𝐸𝐼 18𝑃𝐿 (2𝜃𝐶 + 𝜃𝐹 ) → 𝑀𝐶𝐹 = (2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 − ) + 𝑀𝐶𝐹 = =0 𝐿 𝐿 𝐿 55 4𝐸𝐼𝜃𝐶 2𝐸𝐼𝜃𝐵 6𝐸𝐼∆2 4𝐸𝐼𝜃𝐶 2𝐸𝐼𝜃𝐹 + − + + =0 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 2𝐸𝐼𝜃𝐵 8𝐸𝐼𝜃𝐶 2𝐸𝐼𝜃𝐹 6𝐸𝐼∆2 + + − = 0 … … … … … … . (2) 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 3. ) 𝑀𝐹𝐶 + 𝑀𝐹𝐸 = 0 2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 3∆2 (2𝜃𝐹 + 𝜃𝐶 ) + (2𝜃𝐹 + 𝜃𝐸 − )=0 𝐿 𝐿 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐹 2𝐸𝐼𝜃𝐶 4𝐸𝐼𝜃𝐹 2𝐸𝐼𝜃𝐸 6𝐸𝐼∆2 + + + − =0 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 2𝐸𝐼𝜃𝐶 2𝐸𝐼𝜃𝐸 8𝐸𝐼𝜃𝐹 6𝐸𝐼∆2 + + − = 0 … … … … … … . (3) 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 4. ) 𝑀𝐸𝐵 + 𝑀𝐸𝐷 + 𝑀𝐸𝐹 = 0 2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 3∆1 2𝐸𝐼 3∆2 (2𝜃𝐸 + 𝜃𝐵 ) + (2𝜃𝐸 − )+ (2𝜃𝐸 + 𝜃𝐹 − )=0 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐸 2𝐸𝐼𝜃𝐵 4𝐸𝐼𝜃𝐹 6𝐸𝐼∆1 4𝐸𝐼𝜃𝐸 2𝐸𝐼𝜃𝐹 6𝐸𝐼∆2 + + − + + − =0 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 2𝐸𝐼𝜃𝐵 12𝐸𝐼𝜃𝐸 2𝐸𝐼𝜃𝐹 6𝐸𝐼∆1 6𝐸𝐼∆2 + + − − = 0 … … … … … . . (4) 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿
−1 𝐿
[(𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵 ) + (𝑀𝐸𝐹 + 𝑀𝐹𝐸 )] = 𝑃
−1 4𝜃𝐵 2𝜃𝑐 6∆2 4𝜃𝑐 2𝜃𝐵 6∆2 4𝜃𝐸 2𝜃𝐹 6∆2 4𝜃𝐹 2𝜃𝐸 𝐸𝐼[( + − 2 + + − 2 )+( + − 2 + + 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 6∆2 − 2 )=𝑃 𝐿 −1 6𝜃𝐵 6𝜃𝑐 6𝜃𝐸 6𝜃𝐹 24∆2 𝐸𝐼[ + + + − 2 ]=𝑃 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 −6𝐸𝐼𝜃𝐵 6𝐸𝐼𝜃𝐶 6𝜃𝐸 6𝐸𝐼𝜃𝐹 24𝐸𝐼∆2 − − 2 − + = 𝑃 … … … … … … (5) 𝐿2 𝐿2 𝐿 𝐿2 𝐿2
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
−1 𝐿
[(𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 ) + (𝑀𝐷𝐸 + 𝑀𝐸𝐷 )] = 3𝑃
−1 2𝜃𝐵 6∆1 4𝜃𝐵 6∆1 2𝜃𝐸 6∆1 4𝜃𝐸 6∆1 𝐸𝐼[( − 2 + − 2 )+( − 2 + − 2 )] = 3𝑃 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 −6𝐸𝐼𝜃𝐵 6𝐸𝐼𝜃𝐸 24𝐸𝐼∆1 − + = 3𝑃 … … … … … … (6) 𝐿2 𝐿2 𝐿2 𝐵 𝐶 𝐸 12 2 2 2 8 0 EI 2 0 12 0 2 2 −6 −0 −6 [−6 −6 −6 29 𝑃𝐿2
𝜃𝐵 = 220 𝐸𝐼
𝜃𝐶 =
3 𝑃𝐿2 55 𝐸𝐼
𝜃𝐸 =
29 𝑃𝐿2 220 𝐸𝐼
𝜃𝐹 =
29 𝑃𝐿2 220 𝐸𝐼
∆1 =
𝐹 0 2 2 8 0 6
∆1 −6 0 −6 0 24 6
∆2 𝜃 0 𝐵 −6 𝜃 0 𝐶 −6 𝜃 0 −6 𝐸 = 𝜃𝐹 0 −6 ∆1 3𝑃 0 [ [ ] ∆ 𝑃] 24 ] 2
21 𝑃𝐿3 100 𝐸𝐼
89 𝑃𝐿3 ∆2 = 660 𝐸𝐼
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
18𝑃𝐿 55
C
36𝑃 55
18𝑃𝐿 55
𝑃 2 𝑃 2 87𝑃 55
19𝑃𝐿 110 34𝑃𝐿 55
B
87𝑃 55
18𝑃𝐿 55
87𝑃 55
𝑅𝐴 =
𝑃 2 𝑃 2
19𝑃𝐿 110
55
3𝑃 2 3𝑃 2
3𝑃 2 97𝑃𝐿 𝑀𝐴 = 110
97𝑃𝐿 110
3𝑃 2 97𝑃𝐿 D 𝑀 = 123𝑃 𝐷 110 𝑅𝐷 = 55
𝑅𝐴 =
A
18𝑃𝐿 55
E34𝑃𝐿
87𝑃𝐿 3𝑃 110 2 3𝑃 2
97𝑃𝐿 110
F
36𝑃 55
𝑅𝐷 =
123𝑃 55
𝑅𝐷 =
18𝑃𝐿 55
DMF
18𝑃𝐿 55
-
-
18𝑃𝐿 + 55
19𝑃𝐿 − 55
-19𝑃𝐿 110
+
97𝑃𝐿 110
-
−
+
87𝑃𝐿 110 −
18𝑃𝐿 55
87𝑃𝐿 110
34𝑃𝐿 55
-
−
123𝑃 55
97𝑃𝐿 110
34𝑃𝐿 55
-
+
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DFC:
DEFORMADA:
𝑃 2
−
+
36𝑃𝐿 55
𝑃 2
+
∆1
∆1
3𝑃 2
+ −
+
87𝑃𝐿 55
7. Determinar los momentos flectores y fuerzas cortantes 3Tn/m 2
Incógnitas: 𝜃2 , 𝜃3 Momento carga distribuida
3
1
𝑀12 =
=
−3(2)2 12
𝑀12 = −1𝑚. 𝑚
3m
𝑀21 =
𝑊𝐿2 3(2)2 = 12 12
𝑀21 = 1𝑚. 𝑚
4 2m
−𝑊𝐿2 12
3m
MOMENTO DERECHO CAMBIA DE SIGNO −3 𝑀12 = −1 + 𝐸𝐼[𝜃2 ] → −1 + 𝐸𝐼 ( ) 13𝐸𝐼
𝑀12 =
−16 13
−2 × 3 𝑀21 = 1 + 𝐸𝐼[2𝜃2 ] → 1 + 𝐸𝐼 ( ) 13𝐸𝐼
𝑀21 =
7 13
→
𝑀21 =
−7 13
−3 13
→
𝑀23 =
−3 13
𝑀23 =
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 −2 × 3 3 [2𝜃2 + 𝜃3 ] → [ + ] 3 3𝐸𝐼 13 26
𝑀23 =
𝑀32 =
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 2 × 3 3 [2𝜃3 + 𝜃2 ] → [ − ] 3 3𝐸𝐼 26 13
𝑀32 = 0
→
→
𝑀21 =
−16 13
𝑀32 = 0
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀24 =
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 −2 × 3 [2𝜃2 ] → [ ] 3 3𝐸𝐼 13
𝑀24 =
−4 13
→
𝑀24 =
−4 13
𝑀42 =
2𝐸𝐼 2𝐸𝐼 3 [𝜃2 ] → [− ] 3 3𝐸𝐼 13
𝑀42 =
−2 13
→
𝑀42 =
2 13
Las ecuaciones de equilibrio estático son: a) 𝑀21 + 𝑀23 + 𝑀24 = 0 4𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 4𝐸𝐼𝜃2 + + =0 3 3 3 14𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 + = −1 3 3 1 + 2𝐸𝐼𝜃2 +
b) 𝑀32 = 0
2𝐸𝐼𝜃2 4𝐸𝐼𝜃3 + =0 3 3
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
14 𝐸𝐼 [ 3 2 3
𝑅1 =
2 13
2 3] [𝜃2 ] = [−1] 4 𝜃3 0 3
16 13
1 𝑅1 =
16 87 13 26
87 26
→
7 13
3Tn/m
−3 13𝐸𝐼 3 𝜃3 = 26𝐸𝐼
3 13
2
7 69 69 13 26 26
4 13
2 13
Esto se reemplaza en ecuaciones de momentos
𝜃2 =
1 13
Barra 1-2
3 1 13
1 13
1 𝑅3 = 13
3Tn/m 1
𝑅↑ =
2 13
2 13
4
2 𝑀4 = 13
𝑅4 =
𝑅4 =
2
87 26
𝑅2 =
69 26
2 13
71 26
4
Cálculo momento máximo
𝑉=
87 − 3𝑥 26
0=
87𝑥 − 3𝑥 26
𝑥=
29 26
𝑀𝑥 =
→
16 13
87 26 −69 = 26
𝑉(0) =
{ 𝑉(2)
𝑀𝑂𝑀𝐸𝑁𝑇𝑂 𝑀Á𝑋𝐼𝑀𝑂
87𝑥 3𝑥 2 16 − − 26 2 13
𝑀(0) =
−16 13
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 𝑀
29 62
= 𝑂. 635
𝑀(2) =
−7 13
DFC: 87 26 1⁄ 13
+
+
−69⁄ 26
2⁄ 13
+
DMF:
−
16 13
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
DEFORMADA:
8. Determinar DFC y DMF para la siguiente estructura
5T 2Tm
2
𝐼 = 20
3
𝐼 = 30
1 4.6m
2.2m 𝑀23 =
2𝐸(30) [2𝜃2 ] → 4.60
𝑀23 = −13 𝑡𝑛. 𝑚 = −13 𝑡𝑛. 𝑚
𝑀23 = [2 + 5 × 2.20]
𝑀32 =
2𝐸(30) [𝜃2 ] 4.60
𝑀32 = −6.3 𝑡𝑛. 𝑚 = +6.3 𝑡𝑛. 𝑚
𝑀23 = 13 𝑡𝑛. 𝑚
→
Ecuaciones: 𝑀21 + 𝑀23 = 0 13 +
600𝐸(𝜃2 ) =0 23
𝜃2 =
13
5
−13 × 23 600𝐸
4.24
299 600𝐸
6.5
13 5
⟹ 𝜃2 = −
4.24
9.24
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
DFC: 4.24
+
−𝑀𝑥 = 4.24𝑥 − 13
-
𝑀0 = −13 𝑀(4.60) = 6.5
−5
0 = 4.24𝑋 − 13 𝑋 = 3.07 DMF:
4.24
-
+ 4.24
DEFORMADA:
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 9. Determinar Momentos Flectores y Fuerzas Cortantes.
0.6T/m 3
2
BARRA 1-2:
9 30T
2 24
21
𝑀12 = 4
𝑀12 =
𝑀𝑎 3𝑏 ( − 1) 𝐿 𝐿
60 ∗ 9 3 ∗ 21 ( − 1) 30 30
1
28
𝑀21 =
𝑀𝑏 3𝑎 ( − 1) 𝐿 𝐿
𝑀21 =
60 ∗ 21 3 ∗ 9 ( − 1) 30 30
𝑀21 = −4.2
0.6T/m
BARRA 2-3: 𝑤𝐿2 12
𝑤𝐿2 12
0.6T/m
60Tm
−𝑤𝐿2
𝑀23 = 60Tm = 12 𝑀32 =
𝑤𝐿2 12
=
−(0.6)(28)2 12
(0.6)(28)2 12
=-39.2 Tm
=39.2 Tm
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
𝑀12 = 19.8 +
2𝐸(1.5) 3∆ 𝐸 ∆ [𝜃2 − ] ⇒ 19.8 + [𝜃2 − ] ⇒ 𝑀12 = 11.201 30 30 10 10
𝑀21 = −4.2 +
2𝐸(1.5) 3∆ 𝐸 ∆ [2𝜃2 − ] ⇒ −4.2 + [2𝜃2 − ] ⇒ 𝑀21 = 16.964 30 30 10 10
𝑀23 = −39.2 + 𝑀32 = 39.2 +
2𝐸(0.7) 𝐸 [2𝜃2 + 𝜃3 ] ⇒ −39.2 + [2𝜃2 + 𝜃3 ] ⇒ 𝑀23 = −16.964 28 20
2𝐸(0.7) 𝐸 [2𝜃3 + 𝜃2 ] ⇒ 39.2 + [2𝜃3 + 𝜃2 ] ⇒ 𝑀32 = 39.029 28 20
𝑀34 =
2𝐸(0.6) 3∆ 𝐸 ∆ [2𝜃3 − ] ⇒ [2𝜃3 − ] ⇒ 𝑀34 = −39.029 24 24 20 8
𝑀43 =
2𝐸(0.6) 3∆ 𝐸 ∆ [𝜃3 − ] ⇒ [𝜃3 − ] ⇒ 𝑀43 = −31.503 24 24 20 8
Ecuaciones de Equilibrio Estático a) 𝑀12 + 𝑀23 = 0
𝐸𝜃2 𝐸∆ 𝐸𝐼𝜃2 𝐸𝜃3 − − 39.2 + + =0 5 100 10 20 3𝐸𝜃2 𝐸𝜃3 𝐸∆ + − = 43.4 … … (1) 10 20 100 −4.2 +
b) 𝑀32 + 𝑀34 = 0
𝐸𝜃3 𝐸𝜃2 𝐸𝜃3 𝐸∆ + + − =0 10 20 10 160 𝑬𝜽𝟐 𝐸𝜃3 𝐸∆ + − = −39.2 𝟐𝟎 5 160 39.2 +
… … (2)
|Las fuerzas cortantes de la columna son: −
1 30
[𝑀12 + 𝑀21 ] − −
1 24
60 𝑇𝑚
[𝑀34 + 𝑀43 ] = 2
𝑅 = 2𝑇
1 𝐸𝜃2 𝐸∆ 𝐸𝜃2 𝐸∆ 1 𝐸𝜃3 𝐸∆ 𝐸𝜃3 𝐸∆ [[19.8 + − ] + [−4.2 + − ]] − [[ − ]+[ − ]] = 2 30 10 100 5 100 24 10 160 20 160
−
19.8 𝐸𝜃2 𝐸∆ 4.2 𝐸𝜃2 𝐸∆ 𝐸𝜃3 𝐸∆ 𝐸𝜃3 𝐸∆ + − + − + − − − + =2 30 300 3000 30 150 3000 240 3840 480 3840
−
𝐸𝜃2 𝐸𝜃3 19𝐸∆ 63 − + = 100 160 32000 25
… … (3)
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
2𝑇
∑𝑀2 = 0 𝑅 × 30 = 60 𝑅 = 2𝑇
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 3⁄ 10 𝐸 1⁄20 −1 [ ⁄100
1⁄ 20 1⁄ 5 −1⁄ 160
−1⁄ 43.4 100 𝜃2 −1⁄ −39.2 𝜃 [ ] = [ ] 3 160 63⁄ ∆ 23 19⁄ 25 16000]
𝜃2 = 40775⁄137𝐸 ⟹ 𝜃3 = −20622⁄137𝐸 ∆23 = 525560⁄137𝐸 19.694 +
19.694
16.964
7.709
0.6𝑇
-
39.029
−9.091
9.091
+
39.029
2.939
2.939
11.201
−2.939
2.939 31.503
60 𝑇𝑚 2.939
2.939
-
𝑀4 = 31.503
16.464 −16.464 -
𝑅4= 9.091
𝑅1 = 2.939
+
−39.029 -
39.029
+
-
9.482
-
𝑅1 = 7.709
31.503
+
+
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
ANÁLISIS ESTRUCTURAL I 11. Trazar el DFC Y DMF para la siguiente estructura
−𝑀12 = 𝑀21
−𝑀34 = 𝑀43
𝑀12 =
−𝑃𝐿 8
𝑀12 =
−2𝑃𝐿 8
𝑀12 =
−𝑃𝐿 4
𝑴𝟐𝟏 =
𝑷𝑳 𝟒
𝑀34 =
−𝑃𝐿 8
𝑀34 =
−𝑃𝐿 8
𝑴𝟒𝟑 =
𝑷𝑳 𝟖
Mg. Ing. Genaro Delgado Contreras
𝑀12 = −
𝑃𝐿 2𝐸𝐼 3𝐴 7𝑃𝐿 + [𝜃2 − ] = − 4 𝐿 𝐿 10
𝑀21 = −
𝑃𝐿 4
𝑀23 = +
2𝐸𝐼 7𝑃𝐿 [2𝜃2 − 𝜃3 ] = 𝐿 80
𝑀32 = +
2𝐸𝐼 13𝑃𝐿 [2𝜃3 − 𝜃2 ] = − 𝐿 80
𝑀34 = −
𝑃𝐿 2𝐸𝐼 3𝐴 13𝑃𝐿 + [2𝜃3 − ] = 8 𝐿 𝐿 80
𝑀43 =
+
2𝐸𝐼 [2𝜃2 𝐿
−
3𝐴 ] 𝐿
=−
7𝑃𝐿 80
𝑃𝐿 2𝐸𝐼 3𝐴 11𝑃𝐿 + [𝜃3 − ] = 8 𝐿 𝐿 20
Ecuaciones de equilibrio estático
1.
𝑀12 + 𝑀23 = 0 𝑃𝐿 4𝐸𝐼𝜃2 6𝐸𝐼𝐴 4𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 + − 2 + + =0 4 𝐿 𝐿 2 𝐿 8𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼𝐴 𝑃𝐿 + − 2 = − … … … … … (1) 𝐿 𝐿 𝐿 4
2.
𝑀32 + 𝑀34 = 0 4𝐸𝐼𝜃3 2𝐸𝐼𝜃2 𝑃𝐿 4𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼𝐴 + − + + 2 =0 𝐿 𝐿 8 𝐿 𝐿 2𝐸𝐼𝜃2 8𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼𝐴 𝑃𝐿 + − 2 =− … … … … … (2) 𝐿 𝐿 𝐿 8 1
3.
1
3
− 𝐿 (𝑀12 + 𝑀21 ) + 𝐿 (𝑀34 + 𝑀43 ) = 2 𝑃
1 𝑃𝐿 2𝐸𝐼𝜃2 6𝐸𝐼𝐴 𝑃𝐿 4𝐸𝐼𝜃2 6𝐸𝐼𝐴 − [− + − 2 + + − 2 ] 𝐿 4 𝐿 𝐿 4 𝐿 𝐿 1 𝑃𝐿 4𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼𝐴 𝑃𝐿 2𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼𝐴 3𝜃 + [− + − 2 + + − 2 ]= 𝐿 8 𝐿 𝐿 8 𝐿 𝐿 2 −
6𝐸𝐼𝜃2 12𝐸𝐼𝐴 6𝐸𝐼𝜃3 12𝐸𝐼𝐴 3𝑃 + − + =− 2 2 2 3 𝐿 𝐿 𝐿 𝐿 2
−
𝐸𝐼
𝜃
2
𝐿 2
𝐿 8
𝐿
6
[− 𝐿2
6𝐸𝐼𝜃2 6𝐸𝐼𝜃3 24𝐸𝐼𝐴 3𝑃 + − = … … … … … (3) 𝐿2 𝐿2 𝐿3 2
6
− 𝐿2 6
𝐿 6
𝐿2 24
𝐿2
𝐿2
]
𝜃2 [ 𝜃3 ] = ∆12
−
𝑃𝐿
4 𝑃𝐿
[
8 30 2
]
9𝑃𝐿2 𝜃2 = 160𝐸𝐼 −11𝑃𝐿2 𝜃3 = 160𝐸𝐼 3𝑃𝐿3 ∆12 = 32𝐸𝐼
𝑀𝑋 =
143 7 𝑋− 80 10
𝑀(0) = −7/10 𝐿 31 𝑀( ) = 2 160
𝑉=−
17𝑃 −𝑃 80
𝑉=−
97𝑃 80 𝑀𝑋 =
13 17 𝐿 𝑃𝐿 − 𝑃𝑋 − 𝑃(𝑋 − ) 80 80 2
𝐿 9𝑃𝐿 𝑀( ) = 2 160 𝑀(𝐿) = −
11 20
deformada
𝑀23 =
13.-Resolver el siguiente problema
𝑀23 = 𝑀32 =
𝑀12 = 𝑀12 =
M21 =
16 3
M23 = −
M32 =
16
+
𝐸𝐼
+
𝐸𝐼
(𝜃2 ) =
192
+
3
99
144 49
2
+
2
4×42 ×3 49
−192 49
4×32 ×4 72 144 49
4 × 42 12 16 3
𝑀12 = 𝑀21 =
M12 = −
L2
𝑀32 =
12
=
pb2 a L2
𝑀32 = 𝑊𝐿2
pa2 b
(𝜃2 ) =
2𝐸𝐼 7
2𝐸𝐼 7
−186
−186
35
35
−188
−188
35
35
(2𝜃2 + 𝜃3 ) =
−188
−188
35
35
(2𝜃3 + 𝜃2 ) = 0
Ecuaciones de equilibrio estático 1.- M21 + M23 = 0 16 3
+
2𝐸𝐼𝜃2 2
−
2.- M32 = 0 192 49
+
4𝐸𝐼𝜃2 7
+
11𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 208 + =− … (1) 7 7 147
2𝐸𝐼𝜃3 7
=0
2𝐸𝐼𝜃2 7
+
4𝐸𝐼𝜃3 7
=−
144 49
… (2)
Resolviendo (1) y (2):
𝜃2 =
4
𝜃2 =
105𝐸𝐼
−542
Reemplazando valores en
105𝐸𝐼
Ecuaciones de momentos
𝑉=
559 70
𝑉(𝑜) = 𝑉(4) =
559
= 𝑀𝑥
=
280
− 4𝑥 559 70 561 70
→ 𝑀𝑚𝑎𝑥
559 186 𝑥− − 2𝑥 2 70 35
𝑀(0) = 𝑀(
−186 35
559 ) = 2.657 280
𝑀(4) =
−188 35
14. Resolver la siguiente estructura: Trazar DFC y DMF:
𝑀12 =
𝐸𝐼 [𝜃2 2
𝑀21 =
𝐸𝐼 [2𝜃2 2
𝑀23 = − 𝑀32 =
25 6
+
3
− 4] = +0.909 𝑇𝑚 +0.909 Tm −
3𝛥 ] 4
= +2.340 𝑇𝑚 -2.34 Tm
2𝐸𝐼 [2𝜃2 5
+ 𝜃3 ] = −2.340 𝑇𝑚 -2.340 Tm
25 2𝐸𝐼 [2𝜃3 + 𝜃2 ] = 4.389 𝑇𝑚 − 4.389 𝑇𝑚 + 6 5
𝑀34 = 𝐸𝐼 [2𝜃3 −
3𝛥 ] = −4.389 𝑇𝑚 − 4.389 𝑇𝑚 2
𝑀43 = 𝐸𝐼 [𝜃3 −
3𝛥 ] = −3.236 𝑇𝑚 + 3.236 𝑇𝑚 2
Ecuaciones:
1.
𝑀21 + 𝑀23 = 0 𝐸𝐼𝜃2 −
3𝐸𝐼𝛥 25 4𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 − + + =0 8 6 5 5
9𝐸𝐼𝜃2 2𝐸𝐼𝜃3 6𝐸𝐼𝛥 25 + − = − … … … … … (1) 8 5 8 6
2.
𝑀32 + 𝑀34 = 0 25 4𝐸𝐼𝜃3 2𝐸𝐼𝜃2 3𝐸𝐼𝛥 + + + 2𝐸𝐼𝜃3 − =0 6 5 5 2 2𝐸𝐼𝜃2 14𝐸𝐼𝜃3 3𝐸𝐼𝛥 25 + − = − … … … … … (2) 5 5 2 6 1
3.
1
− 4 (𝑀12 + 𝑀21 ) + 2 (𝑀34 + 𝑀43 ) = 3𝑇
1 𝐸𝐼𝜃2 3𝐸𝐼𝛥 3𝐸𝐼𝛥 1 3𝐸𝐼𝛥 3𝐸𝐼𝛥 − [ − + 𝐸𝐼𝜃2 − + 𝐸𝐼𝜃3 − ] − [2𝐸𝐼𝜃3 − ]=3 4 2 8 8 2 2 2 −
𝐸𝐼𝜃2 3𝐸𝐼𝛥 𝐸𝐼𝜃2 3𝐸𝐼𝛥 3𝐸𝐼𝛥 𝐸𝐼𝜃3 3𝐸𝐼𝛥 + − + − 𝐸𝐼𝜃3 + − + =3 8 32 4 32 4 2 4 −
3𝐸𝐼𝜃2 3𝐸𝐼𝜃3 27𝐸𝐼𝛥 − − = 3 … … … … … (3) 8 2 16
Resolviendo (1), (2) y (3): 𝜃2 =
389 136𝐸𝐼
𝜃3 =
−883 766
𝛥12 =
518 373
𝛥12 =
518 373
METODO VIGA CONJUGADA 1.- Determinar la deflexión en B
2.- Calcular ƟA Y δ C
103 𝑇
E = 2 x 𝑐𝑚2 x
1002
𝑇
→ 𝐸 = 2 𝑥 107 𝑚2
1𝑚2
I = 4000𝑐𝑚2 𝑥
1𝑚4
(100)4 𝑐𝑚4
I = 4x10−5 𝑚4
𝑀𝑋 = 2𝑋 − 2(𝑋 − 3) − 2(𝑋 − 7) 𝑀(0) = 0
𝑀(3) = 6 𝑀(7) = 6
𝑀(3) = 6
𝑀(7) = 6 𝑀(10) = 0
*Cálculo del desplazamiento −36 𝑇𝑚
Σ𝑀𝐶 = 0
𝛿𝐶 = 2𝑥107 𝑥4𝑥10−5
(3X4)(2) + (9)(5) − (15𝑋7) = 𝑀𝐶 𝑀𝐶 =
−36 𝐸𝐼
𝛿𝐶 = 0.045𝑚 𝛿𝐶 = 4.5𝑐𝑚
RA = σA
Calculo giro en A + Σ𝑀𝐷 = 0
1 1 𝑅𝐴(10) = (6 × 3)(8) + (3 × 4)(5) + (6 × 3)(2) 2 2 𝑅𝐴 =
72 + 60 + 18 10
𝑅𝐴 =
15Tn EI
𝑅𝐴 =
2×
15Tn × 4 × 10−5
107
3.-Determinar la deflexión en B.
EI =420Tm2
Parte izquierda de la viga + Σ𝑀𝐵 = 0 2 − 𝑅𝐵(2) = 0 𝑅𝐵 = 1𝑇𝑚
𝑋 𝑀𝑋= − 4𝑋 ( ) 2 𝑀𝑋= − 2𝑋 2
+ Σ𝑀𝐵 = 0 1 2 1 1 3 (2 × 2) ( × 2) − (3 × 3)(2) + (8 × 2) (1 + × 2) − 𝑅𝐴 (2) = 0 2 3 2 3 4 −8 40 −9+ = 𝑅𝐴 (2) 3 3 𝑅𝐴 =
5𝑇 6
Cálculo de flecha en B: calculamos momento en B.
+ Σ𝑀𝐵 = 0 5 1 2 −MB = ( × 2) − (2 × 2) ( × 2) = 0 2 2 3 −MB = 𝑀𝐵 = 𝛿𝐵 =
−13 Tn. m 3EI
𝛿𝐵 =
−13 Tn. m 3 × 420Tn. m2
5 8 + 3 3
−13 3EI
𝛿𝐵 = −0.0103m
Trazar DMF y DFC: Usar EI=140
B
C
3.5 m
2I
4m
I
A
I
D
E
4m
3m
3m
Momentos derechos cambian de signos
𝑀𝐵𝐶 = −
MAB =
MBC =
𝑃𝐿 8
= −
2𝑥140 4
2𝑥140 4
MBC = −
175 4
50∗7 8
𝑀𝐵𝐶 = −
(𝜃𝐵 )
70 𝜃𝐵
(2𝜃𝐵 )
+
140 𝜃𝐵
4 𝑥 140 7
(2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶 )
175 4
= 𝐾𝑛. 𝑚
𝑀𝐶𝐵 =
MAB = 13.58 Kg.m
MBA = 27.16 Kg.m
−
175 4
+ 160𝜃𝐵 + 80𝜃𝐶
175 4
𝐾𝑛. 𝑚
13.58
-27.16
MBC= -27.16
-
27.16
MCB =
175 4
+
4 𝑥 140 7
(2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 )
175 4
+ 160𝜃𝐶 + 80𝜃𝐵
MCB = 30.36
- 30.36
MCD =
2 𝑥 140 5
(2𝜃𝐶 + 𝜃𝐵 )
112𝜃𝐶 + 56𝜃𝐵
(2𝜃𝐷 + 𝜃𝐶 )
112𝜃𝐷 + 56𝜃𝐶
MCD = -15.18
- 15.18 MDC =
2 𝑥 140 5
MCD = 0
0
MCE =
2 𝑥 140 5
(2𝜃𝐶 + 𝜃𝐸 )
112𝜃𝐶 + 56𝜃𝐸
MCD = -15.18
-
(2𝜃𝐸 + 𝜃𝐶 )
112𝜃𝐸 + 56𝜃𝐶
MEC = 0
0
15.18
MEC =
2 𝑥 140 5
Ecuaciones de Equilibrio:
1. MBA + MBC = 0 140𝜃𝐵 − 43.75 + 160𝜃𝐵 + 80𝜃𝐶 = 0 300𝜃𝐵 + 80𝜃𝐶 = 43.75……. (1) 2. MCB + MCD + MCE = 0 43.75 + 160𝜃𝐶 + 80𝜃𝐵 + 112𝜃𝐶 + 56𝜃𝐵 + 112𝜃𝐶 + 56𝜃𝐸 = 0 80𝜃𝐵 + 384𝜃𝐶 + 56𝜃𝐷 + 56𝜃𝐸 = −43.75…………. (2)
3. MDC = 0 56𝜃𝐶 + 112𝜃𝐷 ……………… (3)
4. MEC = 0 56𝜃𝐶 + 112𝜃𝐸 ……………… (4)
13
𝜃𝐵 = 67
𝜃𝐶 = −
−133 736
59
𝜃𝐷 = 653
59
𝜃𝐸 = 653
DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE
DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
DEFORMADO
16.-Trazar el DFC y DMF para la siguiente viga mostrada: P1
W
P2
A C
B L
L 𝑃1 = 𝑃2 = 3 𝑇𝑛 𝑊 = 6 𝑇𝑛 𝐿 = 4𝑚
𝑀𝐴𝐵 =
−𝑃1 𝐿 2𝐸𝐼𝜃𝐵 −𝑃𝐿 𝑊𝐿2 −3 𝑥 4 6𝑥42 + → + → + = 0.5 8 𝐿 8 48 8 48
𝑀𝐵𝐴
𝑃1 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐵 𝑃𝐿 𝑊𝐿2 3 𝑥 4 6𝑥42 = + → + → + = 5.5 8 𝐿 8 24 8 24
𝑀𝐵𝐶 =
−𝑊𝐿2 𝑃2 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐵 −𝑊𝐿2 𝑃2 𝐿 𝑊𝐿2 −6𝑥42 3𝑥4 6𝑥42 − + → − + → − + = −5 − 5 12 8 𝐿 12 8 24 12 8 24
𝑀𝐶𝐵
𝑊𝐿2 𝑃2 𝐿 2𝐸𝐼𝜃𝐵 𝑊𝐿2 𝑃2 𝐿 𝑊𝐿2 6𝑥42 3𝑥4 6𝑥42 = + + → − + → + + = 11.5 12 8 𝐿 12 8 48 12 8 48
Ecuaciones de equilibrio: 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 𝑃1 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐵 𝑊𝐿2 𝑃2 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐵 + − − + =0 8 𝐿 12 8 𝐿 4𝐸𝐼𝜃𝐵 𝑊𝐿2 = 𝐿 12 𝑊𝐿3 𝜃𝐵 = 96𝐸𝐼 Donde: 0≤𝑥≤2
𝑉 = 12 − 6𝑥 𝑉(0) = 12 𝑉(2) = 0
𝑀𝑥 = 12𝑥 − 6𝑥 2 − 5.5 𝑀(0) = −5.5 𝑀(2) = 6.5
2≤𝑥≤4
𝑀𝑥 = 12𝑥3𝑥 2 − 3(𝑥 − 2) − 5.5
𝑉 = 12 − 6𝑥 − 3 = 𝑉(2) = −3 𝑉(4) = −15
𝑀(2) = 6.5 𝑀(4) = −11.5
Se concluye en:
Se concluye con los siguientes diagramas: DFC
12-3 Tn
-3 Tn
-3 Tn
-3 Tn -11.5 Tn
-5.5 Tn
0.5 Tn
6.5 Tn
DEFORMADA
17.-Trazar el DFC y DMF para la siguiente viga mostrada: 10 KN
6 KN/m
A
B
C
8m
6m
Del grafico:
𝑤𝑙 2 = 7.21 𝐾𝑛. 𝑚 30
𝑤𝑙 2 = 10.8 𝐾𝑛. 𝑚 20
𝑃 = 10 𝐾𝑛. 𝑚 8
𝑃 = 10 𝐾𝑛. 𝑚 8
Ecuaciones de momentos: Momento de la derecha cambian de signo:
𝑀𝐴𝐵 = −10 + 𝑀𝐴𝐵 = 10 +
2𝐸𝐼𝜃𝐵 → −10.6 8
4𝐸𝐼𝜃𝐵 → 8.8 8
− 10.6 − 8.8
𝑀𝐵𝐶 = −7.2 +
4𝐸𝐼𝜃𝐵 → −8.8 6
− 8.8
𝑀𝐶𝐵 = 10.8 +
2𝐸𝐼𝜃𝐵 → 10 6
− 10
Ecuaciones de equilibrio: 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 4𝐸𝐼𝜃𝐵 4𝐸𝐼𝜃𝐵 10 + − 7.2 + =0 8 6 7𝐸𝐼𝜃𝐵 = −2.8 6 −2.4 𝜃𝐵 = 𝐸𝐼 𝐴−𝐵 0≤𝑋 ≤4
𝑀𝑥 = 5.225𝑥 − 10.6 𝑀(4) = 10.3 𝐵−𝐶
0≤𝑋≤6
𝑉 = 5.8 −
𝑥2 2
𝑠𝑖 𝑣 = 0 𝑥2 0 = 5.8 − 2 𝑥 = 3.406 𝑚 (𝑀𝑚𝑎𝑥) 𝑥2 𝑀𝑥 = 5.8𝑥 − − 8.8 2 𝑀(0) = −8.8
𝑀(3.406) = 4.369 𝑀(6) = −10
De los cálculos obtenemos:
DFC: -4.775
5.225
-4.775
-12.2
DMF:
-10
-10.6 -8.8
4.396
10.3
DEFORMADA
18. Trazar DFC y DMF de la siguiente viga ocurriendo un desplazamiento de 10 mm en el punto B [EI= 40000T.m2 ]
𝑀𝐴𝐵 = −10 +
𝑀𝐵𝐴 = 10 +
4𝐸𝐼 [2∅𝐴 + ∅𝐵 ] 8 0.00375(40000) − =0 2
4𝐸𝐼 0.00375(40000) [2∅𝐵 + ∅𝐴 ] − = −68.945𝑇. 𝑚 8 2
𝑀𝐵𝐶 = −7.2 +
6𝐸𝐼 [2∅𝐵 ] + 0.005 ∗ 40000 = 68.945𝑇. 𝑚 6
𝑀𝐶𝐵 = 10.8 +
6𝐸𝐼 (∅𝐵 ) + 0.005 ∗ 40000 = 148.873𝑇. 𝑚 6
1. 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 10𝐸𝐼∅𝐵 + 0.5𝐸𝐼∅𝐴 − 75 − 7.2 + 2𝐸𝐼∅𝐵 + 200 = 0 0.5𝐸𝐼∅𝐴 + 3𝐸𝐼∅𝐵 = −127.8 … … … (1) 𝑀𝐴𝐵 = 0 −10 + 𝐸𝐼∅𝐴 + 0.5𝐸𝐼∅𝐵 − 75 = 0 𝐸𝐼∅𝐴 + 0.5𝐸𝐼∅𝐵 = 85 … … … (2) 6378 ∅ = 𝐴 −127.8 0.5 3 ∅𝐴 55𝐸𝐼 𝐸𝐼 [ ][ ] = [ ] 3406 85 1 0.5 ∅𝐵 ∅𝐵 = − 55𝐸𝐼
DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE 0≤𝑥 Mmax 0 = −30.303 −
𝑥2 2
𝑥 = 7.78
DEFORMADA:
19. Determine las reacciones DFC y DMF e=200 gpa 50(106)mm4 y en “c” se desplaza 10 mm
𝐸 = 200𝐺𝑃𝑎 = 200000000𝐾𝑁. 𝑚2 𝐼 = 50 ∗ 10−5 𝑚𝑚4 ∆= 0.01𝑚. 4𝐸𝐼 (∅𝐵) = 20.08 𝑀𝐴𝐵 = 3 4𝐸𝐼 (2∅𝐵) = 40.16 𝑀𝐵𝐴 = 3 𝑀𝐵𝐶 = −4.5 + 𝐸𝐼(2∅𝐵 + ∅𝐶) 3𝐸𝐼(0.01) − = −40.16 3 3𝐸𝐼(0.01) 𝑀𝐶𝐵 = 4.5 + 𝐸𝐼(∅𝐵 + 2∅𝐶) + 3 = −12 1. 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 14𝐸𝐼∅𝐵 3
+ 𝐸𝐼∅𝐶 = 104.5 … … … … … (1)
6X
𝑉 = 26.34 − 6𝑥 0 = 26. .34 − 6𝑥 𝑋 = 4.4 → 𝑀𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑥 = 26.39𝑥 − 3𝑋 2 − 40.16 𝑀(0) = −40.16 𝑀𝐵 = 12
2. 𝑀𝐶𝐵 + 12 = 0 4.5 + 𝐸𝐼(∅𝐵 + 2∅𝐶) +
3𝐸𝐼(0.01)
12 = 0 𝐸𝐼∅𝐵 + 2𝐸𝐼∅𝐶 = 83.5 14 ∅ 104.5 𝐸𝐼 { 3 1} [ 𝐵 ] = [ ] ∅𝐶 83.5 1 2 15.06 ∅𝐵 = 𝐸𝐼 34.22 ∅𝐶 = 𝐸𝐼
DMF:
DEFORMADA:
3
+
19.
Trazar DFC y DMF para la sgt. Figura
AB 𝑀=
𝑃𝐿 8
=
40∗6 8
= 30KN
BC 12∗62 12
M=
76 3 118 𝑀𝐵𝐴 = 30 + 𝐸𝐼2∅𝐵 = 3 2𝐸𝐼 148 (2∅𝐵 + ∅𝐶) = − 𝑀𝐵𝐶 = −36 + 3 3 2𝐸𝐼 (2∅𝐶 + ∅𝐵) = 0 𝑀𝐶𝐵 = 36 + 3 Ecuaciones de equilibrio estatico 1. 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐵𝐷 = 0 4𝐸𝐼∅𝐵 4𝐸𝐼∅𝐶 30 + 2𝐸𝐼∅𝐵 + + − 36 + 10 = 0 3 3 10𝐸𝐼∅𝐵 2𝐸𝐼∅𝐶 + = −4 3 3 2. 𝑀𝐶𝐵 = 0 4𝐸𝐼∅𝐶 2𝐸𝐼∅𝐵 36 + + =0 3 3 2𝐸𝐼∅𝐵 4𝐸𝐼∅𝐶 + = −36 3 3 ∅𝐵= 14 10/3 2/3 −4 3𝐸𝐼 𝐸𝐼 [ ]=[ ] 2/3 4/3 ∅𝐶=− 88 −36 𝑀𝐴𝐵 = 30 + 𝐸𝐼∅𝐵 = −
3𝐸𝐼
= 36𝐾𝑁
Equilibrio de nodos:
𝐵𝑎𝑟𝑟𝑎 𝐵𝐶
398 398 4 𝑉= − 12𝑋 { 250 9 𝑀(8) = − 9 398 0= − 12𝑋 9 𝑋 = 3.685 𝑚 (𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑦 𝑉 = 0) −148 𝑀(0) = 398 148 3 𝑀𝑥 = 𝑋 − 6𝑋 2 − { 9 3 𝑀(3.685) = 32.15 𝑀(6) = 0 𝑉(0) =
𝐵𝐴𝑅𝑅𝐴 𝐴 − 𝐵
−76 53 76 𝑀(0) = 3 𝑀𝑥 = 𝑋− { 83 3 3 𝑀(3) = 3 OBTENEMOS EL DFC 396/3
-10
53/3
-67/3
-250/9
DMF
148/3 -10
-118/3 32.5
-76/3
83/3
DEFORMADA:
21.- Trazar los DFC y DMF en el marco mostrado. Donde en el nodo C tiene una articulación y empotrado perfecto en A y D
Una sola flecha Hay
uno por la izquierda Dos giros diferentes Otro por la derecha
Articulación 10 KN
4m
3m
𝑃𝑎2 𝑏 = 5.625 𝐿2
𝑃𝑎𝑏 2 = 1.875 𝐿2
MAB = −1.875 + MBA = 5.625 + MBC =
2EI 4
θB −
3∆ 4
= −15.9375
2EI 3∆ (2θB − ) = −5.625 4 4
2EI (2θB + 𝜃𝐶 ) = 5.625 3
MCB =
2EI (2θC1 + θB ) = 0 3
MCD =
2EI 3∆ (2θC2 − ) = 0 4 4
MDC =
2EI 3∆ (θC2 − ) = −8.4375 4 4
Ecuaciones de equilibrio estático 1.- 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 5.625 + 𝐸𝐼𝜃𝐵 −
6𝐸𝐼∆ 16
+
4𝐸𝐼𝜃𝐵 3
+
2𝐸𝐼𝜃𝐶1 3
=0
7 𝐸𝐼 𝜃𝐵 2𝐸𝐼 𝜃𝐶1 6𝐸𝐼 ∆ + − = −5.625 … … (1) 3 3 16 2.- 𝑀𝐶𝐵 = 0 2𝐸𝐼 𝜃𝐵 4𝐸𝐼 𝜃𝐶1 + = 0 … … … … … … (2) 3 3 3.- 𝑀𝐶𝐷 = 0 𝐸𝐼𝜃𝐶2 −
6 𝐸𝐼 ∆ 16
= 0 ……………………………………(3)
1
4.- − 4 [𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 ] = 7.5 1
− 4 [−1.875 +
2𝐸𝐼 𝜃𝐵 4
−
6𝐸𝐼 ∆ 16
+ 5.625 + 𝐸𝐼 𝜃𝐵 −
1 3𝐸𝐼 𝜃𝐵 3𝐸𝐼 𝜃𝐶2 3𝐸𝐼 ∆ − [ + − + 3.75] = 7.5 4 2 2 2
−
3𝐸𝐼𝜃𝐵 3𝐸𝐼𝜃𝐶2 3𝐸𝐼∆ 135 − + = 8 8 8 16
6𝐸𝐼 ∆ 16
+ 𝐸𝐼𝜃𝐶2 −
6𝐸𝐼 ∆ 16
+
2𝐸𝐼 𝜃𝐶1 4
−
6𝐸𝐼 ∆ 16
] = 7.5
7/3
EI
2/3
2/3
4/3
0
0
-3/8
0
-3/8
0 1
0 -3/8
ƟB
ƟB= 45/8EI
-5.625
=
ƟC1= -45/16EI
0
ƟC1
0
-3/8
ƟC2
0
ƟC2= 135/8EI
3/8
ΔAD
0
ΔAD= 45/EI
1.875
5.625
2.1094 1.875
2.1094
1.875
5.625 2.1094
10
7.8906
2.1094
2.1094 8.4375
15.937 5
RHD=2.1094
RHA=7.8906 MA=15.9375 RVA=1.875
MD=8.4375 RVD=1.87 5
+5.625 +5.625
+7.7343
D.M.F -15.9375
+8.4375
Δ=45
Δ=45
ƟB
ƟC2 ƟC2
ƟB
DEFORMADA
22.- Trazar el DFC y DMF
2𝐸𝐼 3∆ (𝜃𝐵 − ) = −12.992 4 4 2𝐸𝐼 3∆ =5+ (2𝜃𝐵 − ) = −2.603 4 4
𝑀𝐴𝐵 = −5 + 𝑀𝐵𝐴
𝑀𝐵𝐶 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 3∆ (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶1 + ) = 2.603 4 4∗4
𝑀𝐶𝐵 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 3∆ (2𝜃𝐶1 𝜃𝐵 + 𝜃𝐵 + )=0 4 4∗4
𝑀𝐶𝐷 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 5∆ (2𝜃𝐶2 − )=0 5 5∗4
𝑀𝐷𝐶 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 5∆ (2𝜃𝐶2 − ) = −2.953 4 5∗4
2𝐸𝐼 3∆ (𝜃𝐵 − ) = −12.992 4 4 2𝐸𝐼 3∆ =5+ (2𝜃𝐵 − ) = −2.603 4 4
𝑀𝐴𝐵 = −5 + 𝑀𝐵𝐴
𝑀𝐵𝐶 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 3∆ (2𝜃𝐵 + 𝜃𝐶1 + ) = 2.603 4 4∗4
𝑀𝐶𝐵 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 3∆ (2𝜃𝐶1 𝜃𝐵 + 𝜃𝐵 + )=0 4 4∗4
𝑀𝐶𝐷 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 5∆ (2𝜃𝐶2 − )=0 5 5∗4
𝑀𝐷𝐶 =
2𝐸𝐼 3 ∗ 5∆ (2𝜃𝐶2 − ) = −2.953 4 5∗4
ECUACIONES DE EQUILIBRIO ESTÁTICO 1. 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0
6𝐸𝐼∆ 2𝐸𝐼𝜃𝐶1 18𝐸𝐼∆ + 𝐸𝐼𝜃𝐵 + + =0 16 4 64 2𝐸𝐼𝜃𝐶1 3𝐸𝐼∆ 2𝐸𝐼𝜃𝐵 + − = −5 … … … … . . (1) 4 32 5 + 𝐸𝐼𝜃𝐵 −
2. 𝑀𝐶𝐵 = 0
3. 𝑀𝐶𝐷 = 0
2𝐸𝐼𝜃𝐵 9𝐸𝐼∆ + 𝐸𝐼𝜃𝐶1 + = 0 … … . . (2) 4 32
4𝐸𝐼𝜃𝐶1 3𝐸𝐼∆ − = 0 … … … … … . (3) 5 10
PARA EL ANALISIS DE FUERZAS HOTIZONTALES 𝐻𝑅 + 𝐻𝐷 = 10
ANALIZAMOS EL NODO C
+
𝐹𝑦 = 0
𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵 𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 − ∗ 𝑆𝑒𝑛𝜃 4 5 4 𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵 𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 3 𝑁1 ( ) = − ∗( ) 5 4 5 5 5 1 3 𝑁1 = [( (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) − (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶)] 4 4 25 5 3 (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) − (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶) 𝑁1 = 16 20 𝑁1𝑐𝑜𝑠𝜃 =
+
𝐹𝑥 = 0
𝑁2 = 𝑁1𝑆𝑒𝑛𝜃 −
𝑀𝐷𝐶 + 𝑀𝐶𝐷 ∗ 𝐶𝑂𝑆𝜃 5
3 𝑀𝐷𝐶 + 𝑀𝐶𝐷 4 𝑁2 = 𝑁1 ( ) − ∗( ) 5 5 5 5 3 3 𝑀𝐷𝐶 + 𝑀𝐶𝐷 4 (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶)] ( ) − 𝑁2 = [ (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) − ( ) 16 20 5 5 5 3 9 4 (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) − (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶) − (𝑀𝐷𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) 𝑁2 = 16 100 25 3 𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) − 𝑁2 = 16 4 1 3 𝑁2 = [ (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵) − (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶)] 4 4
Cuarta condición
+ →
𝐹𝑥 = 0
𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 −( ) + 𝑁2 − 5 = 0 4 𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 1 3 −( ) + [ (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵 ) − (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 )] = 5 4 4 4 1 3 − [𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 − (𝑀𝐵𝐶 + 𝑀𝐶𝐵 ) + (𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 )] = 5 4 4 −
𝐸𝐼 3 3∆ 3 3 3 9∆ 6𝜃𝐶2 3∆ [ 𝜃𝐵 − − ( 𝜃𝐵 + 𝜃𝐶1 + ) + ( − )] = 5 4 2 4 4 2 2 16 5 5 −
𝐸𝐼 3 3∆ 9 9𝜃𝐶1 27∆ 6𝜃𝐶2 3∆ [ 𝜃𝐵 − − 𝜃𝐵 − − + − ]=5 4 2 4 8 8 64 5 5 −
𝐸𝐼 3 9𝜃𝐶1 6𝜃𝐶2 567∆ [ 𝜃𝐵 − + − ]=5 4 8 8 5 320
−
3𝐸𝐼 9𝜃𝐶1 6𝜃𝐶2 567 𝜃𝐵 + − + ∆= 5 32 32 20 1280
Resolviendo (1), (2), (3) y (4) 2 2/4 𝐸𝐼 [ 0 −3/32
2/4 1 0 9/32
0 0 4/5 −3/10
−3/32 𝜃𝐵 −5 9/32 𝜃𝐶1 0 ][ ] = [ ] −3/10 0 𝜃𝐶2 567/1280 ∆ 5
𝜃𝐵 = − 𝜃𝐶1 =
145 657𝐸𝐼
4850 657𝐸𝐼
𝜃𝐶2 = − ∆=
3565 657𝐸𝐼
14331 728𝐸𝐼
Aplicando estos resultados en la ecuación de momentos tenemos.
𝑀𝐴𝐵 = −12. 𝑀𝐵𝐴 = −2.603 𝑀𝐵𝐶 = 2.603 𝑀𝐶𝐵 = 0 𝑀𝐶𝐷 = 0 𝑀𝐷𝐶 = −2.953
Diagrama de fuerza cortante
Diagrama de momento flector.
Deformada.
23.-Trazar DFC y DMF 3 m 3I
3m
20 kn/m
B
Articulación C
2I 4I
4m
A D
𝑀𝐴𝐵 = −15 +
𝑀𝐵𝐴 = 15 +
𝑅𝐹 3𝐴 (𝜃𝐵 − ) = −53.918 𝐾𝑛. 𝑚 3 3
𝑅𝐹 3𝐴 (2𝜃𝐵 − ) = −16.559 𝐾𝑛. 𝑚 3 3
𝑀𝐵𝐶 = 2𝐸𝐼 + (2𝜃𝐵 − 𝜃𝐶𝐼 ) = 16.559 𝐾𝑛. 𝑚 𝑀𝐶𝐵 = 2𝐸𝐼 + (2𝜃𝐶1 − 𝜃5 ) = 0 𝑀𝐶𝐷 = 2𝐸𝐼 + (2𝜃𝐶2 − 𝑀𝐷𝐶 = 2𝐸𝐼 + (𝜃𝐶2 −
3𝐴 )= 0 4
3𝐴 ) = −26.031 4
ECUACION DE EQUILIBRIO ESTATICO 1:_ 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 = 0 15 + 20𝐸𝐼𝜃𝐵 3
𝐵𝐸𝐼 𝜃𝐵 3
−
4𝐸𝐼1∆
+ 2𝐸𝐼𝜃𝐶1
3
+ ∆𝑟1𝜃𝐵 + 2𝐸𝐼𝜃𝐶1 = 0
4𝐸𝐼∆ 3
= −15 ………………………………………(1)
2:_ 𝑀𝐶𝐵 = 0 2𝐸𝐼 ∶ 𝜃𝐵 + 4𝐸𝐼𝜃𝐶1 = 0
3:_ 𝑀𝐶𝐷 = 0
……………………………………………(2)
4𝐸𝐼𝜃𝐶2 −
6𝐸𝐼∆ 4
= 0 …………………………………………………….. (3)
1
1
4:_− 3 [𝑀𝐴𝐵 + 𝑀𝐵𝐴 ] − 4 [𝑀𝐶𝐷 + 𝑀𝐷𝐶 ] = 30 1 4𝐸𝐼𝜃𝐵 4𝐸𝐼∆ 8𝐸𝐼𝜃𝐵 4𝐸𝐼∆ 1 5𝐸𝐼∆ 6𝐸𝐼∆ − [−15 + − + 15 + − ] − [4𝐸𝐼𝜃𝐶2 − + 2𝐸𝐼𝜃𝐶1 − ] 3 3 3 3 3 4 4 4 = 30
1 8𝐸𝐼𝜃𝐵 1 − [ 4𝐸𝐼𝜃𝐵 − −] − [6𝐸𝐼𝜃𝐶2 − 3𝐸𝐼∆] = 30 3 3 4
−
4𝐸𝐼𝜃𝐵 8𝐸𝐼𝜃𝐵 8𝐸𝐼𝜃𝐶2 2𝐸𝐼𝜃 + − − = 30 3 3 4 4
−
4𝐸𝐼𝜃𝐵 3𝐸𝐼𝜃𝐶2 59𝐸𝐼𝜃 +− − = 30 3 2 36
20 3
2 𝐸𝐼 0 4
2
0
4 0
0 4 3
[− 3 0 − 2
𝜃𝐵=
988 179𝐸𝐼
𝜃𝐶1= −494
179𝐸𝐼
4
−3 0 3 −2 59
36
]
𝜃𝐵 15 𝜃𝐶1 0 [ ] =[ ] 0 𝜃𝐶2 30 ∆
𝜃𝐶2=
∆=
6703 515𝐸𝐼
17517 507𝐸𝐼
16.55 9 5.520 16.55 9
5.520
5.520
kN
kN
5.520
6.508
6.508 KN 6.508 KN 26.031 KN.m RMA= 6.508 KN
20Tn/m 53.492 53.918
6.508 KN
KN
MA= 53.918 KN.m RVA= 5.520 KN
RVD= 5.520 KN
DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE 6.508
Barra A-B 53.918
2.6746
+6.508
-5.520
Mx
20 X
20 X
x 53.492
V= 53.492 – V(0)= 53.492
V
V(3)= 6.508 Mx= 53.492X – 10X -
0= 53.492 – 20 max. a esta X
53.918
X= 2.6746
2
M(0)= -53.918 Mmax (x=2.6746) = 17.617 M(3)= 16.559
distancia
DIAGRAMA MOMENTO FLECTOR +16.559 +16.559
17.617
Deformada +∆
+∆ +θB -θC1
+θB
+θC2
24.-Trazar DFC Y DMF para la siguiente viga continua
6 km
18 km
20 km
3 km/m 2 km/m
3I
12m
𝟔𝑬𝑰
(𝟐𝟎𝟎) =
𝟏𝟐
MCB = 156 + MCD = -32 +
= 𝟖𝟖 =
𝟏𝟐
MBC = -156 +
MDC = 16 +
12m
𝟔𝑬𝑰
MAB = - 36 + MBA = 36 +
2 I
10 I
𝟐𝟎𝑰𝑰 𝟐𝟒
𝟐𝟎𝑰𝑰 𝟐𝟒 𝟒𝑬𝑭 𝟏𝟐
𝟒𝟎𝟐 𝟏𝟐
12m
−𝟏𝟏 𝟔𝟏
4m
2 I 8m
= −𝟎. 𝟏𝟖𝟎
𝟖𝟓𝟓𝟔 𝟔𝟏
= −𝟏𝟎𝟕. 𝟔𝟑𝟗
(𝟐𝜽𝑬 + 𝜽𝑪 ) =
𝟔𝟏 𝟒𝟒𝟗𝟏
(𝟐𝜽𝑪 + 𝜽𝑫 ) =
(𝟐𝜽𝑪 + 𝜽𝑫 ) =
𝟔𝟓𝟔𝟔
𝟔𝟏 𝟒𝟒𝟗𝟏 𝟔𝟏
= −𝟏𝟎𝟕. 𝟔𝟑𝟗
= −𝟕𝟑. 𝟔𝟐𝟑
= −𝟕𝟑. 𝟔𝟐𝟑
(𝟐𝜽𝑫 + 𝜽𝑪 ) = 𝟏𝟖 = 𝟏𝟖
Ecuaciones de equilibrio estático 1. MBA + MBC = O 36 + 𝑬𝑰𝜽𝑬 − 𝟏𝟓𝟔 +
𝟗𝟎𝑬𝑰𝜽𝑩 𝟐𝟒
+
𝟐𝟎𝑬𝑰𝜽𝑪 𝟐𝟒
𝜽𝑬𝑰𝜽𝑩 𝟓𝑬𝑰𝑰𝜽𝑪 + = 𝟏𝟐𝟎 … . (𝟏) 𝟑 +𝟔 2. MCB + MCD = 0 𝟏𝟓𝟔 +
𝟒𝟎𝑬𝑰𝜽𝑪 𝟐𝟎𝑬𝑰𝜽𝑩 𝟖𝑬𝑰𝜽𝑪 𝟒𝑬𝑰𝜽𝑪 + − 𝟑𝟐 + + =𝟎 𝟐𝟒 𝟐𝟒 𝟏𝟐 𝟏𝟐
𝟓𝑬𝑰𝜽𝑩 𝟕𝑬𝑰𝜽𝑩 𝑬𝑰𝜽𝑩 + + = −𝟏𝟐𝟒 … . (𝟐) 𝟔 𝟑 𝟓 3. MDC + MDE = O
3m
E
𝟏𝟔 +
𝟖𝑬𝑰𝜽𝑫 𝟒𝑬𝑰𝜽𝑪 + − 𝟏𝟖 = 𝟎 𝟏𝟐 𝟏𝟐
𝑬𝑰𝜽𝑪 𝟐𝑬𝑰𝜽𝑫 + = 𝟐 … … (𝟑) 𝟑 𝟑
8/3
8/6
𝜽𝑩
0
5/6
7/3
1/3
𝜽𝑪
0
1/3
7/3
𝜽𝑫
120 =
-124 2
0.18 KN.m
73.623
73.623
𝟓𝟐𝟎𝟎 𝟔𝟏𝑰𝑰
𝜽𝑶 =
𝟐𝟕𝟖𝟑 𝟓𝑰𝑬𝑰
18
18
RB=6.365 KN
RB=49.218 KN
TRAZO DE DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE 35.417 KN 16.635 KN 9.045 KN 6 KN
-1.365 KN
-8.583 KN
-26.955 KN -32.583 KN
6 KN
6 KN
1.365 KN
16.635 KN
16.635 KN
32.583 KN
32.583 KN
RB=62.372 KN
32.417 KN
RA=9.045 KN
𝜽𝑪 =
18
2 kn/m
107.639
32.417 KN
9.045
26.955 KN
9.045
26.955 KN
M=0.18 KN.m
3 kn/m 107.639 KN.m
𝟒𝟑𝟕𝟎 𝟔𝑰𝑬 𝑳
6KN
20 kn
𝜽𝑫 =
TRAZO DE DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR -107.639 KN -73.623 KN
-0.18 KN
+
-18 KN
- -
- +
13.455 KN
-7.082 KN
-
+
173.369 KN
2.5. Trazar DFC y DMF 24 KN/m B’ 1.5m
I
B
12 KN
1.5m
C
I A
1.5m
4m
𝐌𝐀𝐁 = −𝟒. 𝟓 + 𝐌𝐁𝐀 = 𝟒. 𝟓 + 𝐌𝐁𝐂 = −𝟑𝟐 +
𝟐𝐄𝐈 −𝟏𝟑 (𝛉𝐁) = 𝟑 𝟏𝟒
𝟐𝐄𝐈 𝟏𝟔𝟑 (𝟐𝛉𝐁) = 𝟑 𝟏𝟒 𝟐𝐄𝐈 −𝟑𝟕𝟑 (𝟐𝛉𝐁) = 𝟒 𝟏𝟒
Ecuaciones de equilibrio Estático 1. 𝐌𝐁𝐀 + 𝐌𝐁𝐂 + 𝐌𝐁𝐁´ = 𝟎 𝟒. 𝟓 +
𝟒𝑬𝑰 (𝜽𝑩) − 𝟑𝟐 + (𝑬𝑰𝜽𝑩) + 𝟏𝟓 = 𝟎 𝟑 𝟕𝐄𝐈 𝛉𝐁 = 𝟏𝟐. 𝟓 𝟑 𝛉𝐁 =
𝟕𝟓 𝟏𝟒𝐄𝐈
-
Reemplazando en Ecuaciones de Momentos. 10 KN
373 14
15 B’ 10 10
5151 112
163 14
24 KN/m
5151 112
67 7 12
17 7 𝟏𝟑 𝟏𝟒
A
R HA =
6271 112
𝟏𝟕 𝐊𝐍 𝟕 𝟏𝟑 𝐌𝐀 = 𝐊𝐍. 𝐦 𝟏𝟒
𝐑 𝐇𝐀 =
5601 112
971 28
67 KN 7 C 971 MC = KN. m 5601 28 5601 112 R VC = KN 112 R MC =
515𝑙
DFC:
112
−
−10
67 7
17
560𝑙
− 112
7
DMF: −15
−
−
373 14
163
17.423
14
2.714
17
− 14
Deformada: +𝜃𝐵 +𝜃𝐵 +𝜃𝐵
26. Se traza la deformada de fuerza cortante. Momento flector y bosquejar la deformada. 24𝐾𝑁
10𝐾𝑁
𝑀
1.5𝑚 12𝐾𝑁
1.5𝑚
4𝑚 𝑀𝐴𝐵 = −32 +
2𝐸𝐼 971 (𝑄𝐵 ) = − 4 28
1.5𝑚 𝑀𝐵𝐴 = 32 +
2𝐸𝐼 373 (2𝑄𝐵 ) = 4 14
𝑀𝐵𝐶 = −4.5 +
2𝐸𝐼 163 (2𝑄𝐵 ) = − 3 14
𝑀𝐶𝐵 = 4.5 +
2𝐸𝐼 13 (𝑄𝐵 ) = 3 14
Ecuaciones de equilibrio estático: 𝑀𝐵𝐴 + 𝑀𝐵𝐶 − 15 = 0 32 + 𝐸𝐼𝜃𝐵 − 4.5 +
4𝐸𝐼 2𝐸𝐼 𝜃𝐵 + 𝜃 − 15 = 0 3 3 𝐵
75
𝜃𝐵 = −
14𝐸𝐼
971
971
28
28
𝑀𝐴 =
24𝐾𝑁/𝑚
373
𝑅𝐴𝑋 = 9.571 𝑅𝐴𝑌 = 50.009𝐾𝑁
15
14
45.991𝐾𝑁 50.009𝐾𝑁
10𝐾𝑁
10𝐾𝑁
45.991𝐾𝑁
10𝐾𝑁
9.571𝐾𝑁
12𝐾𝑁
2.429𝐾𝑁 13 14 𝑅𝐶 = 2.429𝐾𝑁 𝑅𝐶 = 55.991𝐾𝑁
Diagrama Momento Flector
−
971
−
28
373 14
−
163 14
17.423 2.714
−13 14
Diagrama de Fuerza Cortante 50.009
45.991
9.571 −2.429
Deformada Ɵ Ɵ Ɵ
27.- Trazar DFC y DMF para el siguiente Marco
EI=Constante
1000KN
1000 B
B
C
VAB
VDC
A 1m
1m
3m
4m
D 3m
MAB= 2EI/4 (ƟB - 3∆/4) = 98.214 MBA= 2EI/4 (2ƟB - 3∆/4) = 276.786 MBC= -562.5 + 2EI/4 (2ƟB+ƟC) = -276.786 MCB= 187.5 + 2EI/4 (2ƟC+ƟB) = 223.214 MCD= 2EI/4 (2ƟC- 3∆/4) = -223.214 MDC= 2EI/4 (ƟC - 3∆/4) = -151.786 Ecuaciones Equilibrio Estático.
4.- De las ecuaciones (1)(2)y(3)
1.- MBA + MBC= 0
2 1/2 -3/8
ƟB
362.5
EIƟB – 562.5 + EIƟB + EIƟC/2 – 3EI∆/8
1/2 2
-3/8
ƟC
-187.5
-3/8 -3/8 3/8
∆BC
O
2EIƟB + EIƟC/2 – 3EI∆/8 = 562.5......(1) 2.- MCB + MCD = 0 187.5 + EIƟC + EIƟB/2 +EIƟC – 3EI∆/8 = 0
ƟB= 2500/7EI
EIƟB/2 + 2EIƟC – 3EI∆/8 = -187.5
ƟC= -1000/7EI
…(2)
3.- VAB + VBC = 0
∆BC= 1500/7EI
-1/4(MAB+ MBC) -1/4(MCD + MDC)= 0 -1/4(EIƟB/2 -3EI∆/8 +4EIƟB/4 –3EI∆/8 + 4EIƟC/4 –3EI∆/8+2EIƟC/4–3EI∆/8)=0 -1/4(3EIƟB/2 +3EIƟC/2 -3EI∆/2) = 0 -3EIƟB/8 -3EIƟC/8 +3EI∆/8 = 0
28. Trazar Diagrama de Fuerza Cortante y Diagrama de Momento Flector
−𝜔ℓ2 2𝐸𝐼 5Δ −5𝜔ℓ2 MAB = + (ƟB1 − ) = 12 ℓ ℓ 16 −𝜔ℓ2 2𝐸𝐼 3Δ MAB = + (2ƟB2 − ) = 0 12 ℓ ℓ 2𝐸𝐼 3Δ MAB = (2ƟB2 − ) = 0 ℓ ℓ 2𝐸𝐼 3Δ 3𝜔ℓ2 MAB = (ƟB − ) = ℓ ℓ 16 ANALISIS EQUILIBRIO ESTÁTICO
1. MAB = 0 −𝜔ℓ2 4𝐸𝐼 6EI + ƟB1 − 2 = 0 12 2 ℓ 4𝐸𝐼 6EI −𝜔ℓ2 MAB = ƟB1 − 2 = − − − (1) 2 ℓ 12 2. MBC = 0 MAB =
4𝐸𝐼 6EI ƟB2 − 2 = 0 − − − (2) 2 ℓ
−1 1 𝜔ℓ (MAB + MBA + (MBC + MCB) = 2 ℓ 2 −1 6𝐸𝐼 12𝐸𝐼A 1 6𝐸𝐼 12𝐸𝐼A 𝜔ℓ ( ƟB1 − ) + ( Ɵ B2 + )= 2 ℓ ℓ2 2 ℓ ℓ2 2 −
6𝐸𝐼 12𝐸𝐼A 6𝐸𝐼 12𝐸𝐼A 𝜔ℓ Ɵ B1 + + Ɵ B2 + = ℓ2 ℓ2 ℓ2 ℓ3 2 −
6𝐸𝐼 6𝐸𝐼 24𝐸𝐼A 𝜔ℓ Ɵ B1 + Ɵ B2 + = ℓ2 ℓ2 ℓ3 2
4 ℓ
0 −
−
0 6 ℓ2
4
6
ℓ
ℓ2
6 ℓ
2
6 ℓ2
ƟB2 = 24
Δ
ℓ
ƟB1 =
−𝜔ℓ2
ƟB1
7𝜔ℓ3 96𝐸𝐼
3𝜔ℓ3 ƟB2 = − 32𝐸𝐼 4
𝜔ℓ Δ=− 16𝐸𝐼
12
0 𝜔ℓ 2
13wl /16 13wl /16
3wl/ 16
13wl /16
3wl/ 16
3wl/ 16
3wl/ 16
3wl/ 16
Rb=0 Rc = 3wl/16
DIAGRAMA FUERZA CORTANTE
5wl˄2/16 W
⁺
Mx X
⁻
⁻
-3WLl/16
V
13wl /16
-3wl/16
𝑣 =13𝑤𝑙 16 − 𝑤𝑥
9𝑤𝑙˄2 𝑀(13 6 ) =512
Cuando v=0
-5wl ˄2/16
𝑜 =13𝑤𝑙 16 − 𝑤𝑥
DIAGRAMA MOMENTO FLECTOR 3wl˄2/16
⁻
⁻ ⁺
𝑤𝑥 =13𝑤𝑙 16 𝑥 =13𝑙 16
5𝑤𝑙˄2 𝑀𝑥 =13𝑤𝑙 𝑥−𝑤𝑥˄2 −16 16 2 −5𝑤𝑙˄2 𝑀(0) =16
9wl˄2/ 512
𝑀(13 =9𝑤𝑙˄2 6M)(l)=0 512 DEFORMADA
θB1
máximo
-θB2
MÉTODO ENERGÉTICO
Calcular
H4 W
2
W
1
1
3
L
1
1
L
𝑊𝐿 2
L
1
4
1
1
V 𝑊𝐿 2
𝑅2 =𝑊𝐿 2
𝑅1 =𝑊𝐿 2
𝑊𝐿 2 M
1-2 2-3
1
M
m
0
x
𝑊𝐿𝑥 𝑊𝐿𝑥˄2 − 2 2
L
0
L-x
𝑙
∫ 𝑦 = 𝐸𝐼 ∫0 𝑀𝑚𝑑𝑥
1
𝑙 𝑊𝐿𝑥
𝑊𝐿˄2
∫ 𝑀4 = 𝐸𝐼 ∫0 ( 2 − 2 )Ldx 𝑙 𝑊𝑙˄2𝑋 𝑊𝑙𝑥˄2 1 − )Dx ∫ 𝑀4 = ∫0 ( 𝐸𝐼
2
2
∫ 𝑀4 =
1 𝑊𝑙˄2𝑥˄2 𝑊𝑙𝑥˄3 𝑙 ( − )/0 𝐸𝐼 4 6
∫ 𝑀4 =
1 𝑊𝑙˄4 𝑊𝑙˄4 ( − ) 𝐸𝐼 4 6
Escriba aquí la ecuación. 𝑊𝑙˄4
∫ 𝑀4 =Escriba aquí la ecuación. 12𝐸𝐼
2) Calcular 𝜃𝐵 𝑦 𝛿𝑣𝐵 Escriba aquí la ecuación.
Escriba aquí la ecuación.
Para cálculo de giro en B
1 20Kg A
B
Barras
longitud
B–A
0 – 20
M -20X
𝑙
1
1
𝜃𝐵 = 𝐸𝐼 ∫0 𝑀𝑚1 𝑑𝑥 𝜃𝐵 =
1
ΔVB m1 -X
m1 -1
𝑙
𝛿𝑣𝐵 = 𝐸𝐼 ∫º (𝑀)(𝑚2 )𝑑𝑥
1 𝑙 ∫ (−20𝑥)(−1)𝑑𝑥 𝐸𝐼 º
𝛿𝑣𝐵 =
1
𝜃𝐵 = 𝐸𝐼 (10𝑥 2 )/20 0 𝜃𝐵 =
Para cálculo de flecha en B
4 000 𝐸𝐼
1 20 ∫ (−20𝑥)(−𝑥)𝑑𝑥 𝐸𝐼 0
𝐸𝐼 𝛿𝑣𝐵 =
20𝑥 3 20 /0 3
𝐸𝐼 𝛿𝑣𝐵 =
160 000 3𝐸𝐼
3) 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝜃𝐴 𝑦 𝜃𝐵 𝑦 𝛿𝑚𝑎𝑥 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝜃𝐴
P A B
B l/2
A
B
l/2
𝑃 2 X
1 𝑙
X
1 A
B
1 2 X
1 𝑙 X
𝐶𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝛿𝑚𝑎𝑥
1 2
1
A
l 𝑃 2
X
1
𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝜃𝐵
X
1 𝑙
1 𝑙 X
X
Barras
longitud
A - 1
0 – l/2
B - 1
0 – l/2
1
𝑙/2
1
𝑙/2 𝑃𝑥 2
−
𝑙/2 𝑃𝑥
𝑑𝑥
𝜃𝐴 = 𝐸𝐼 ∫0
𝜃𝐴 =
1 𝐸𝐼
(∫0
1
2
1 x) 𝑙
(1 −
1 𝑥 𝑙 1
𝑙
1
𝑙/2
𝜃𝐵
𝛿𝑚𝑎𝑥
m2 1 − 𝑥 𝑙 𝑥 ( − 1) 2
m3 𝑥 2 𝑥 2
𝜃𝐵 = 𝐸𝐼 ∫0 𝑀𝑚2 𝑑𝑥
𝑃𝑥 2 2𝑙
+
𝑃𝑥 2 2𝑙
𝑑𝑥
𝜃𝐵 = 𝐸𝐼 ∫0 (− 𝜃𝐵 =
𝑃𝑥 2 𝑙/2 )/0 4
1 𝐸𝐼
𝑙/2
(∫0
−
𝑃𝑥 2 2𝑙
+
𝑃𝑥 2 2𝑙
−
𝑃𝑥 )𝑑𝑥 2
𝑃𝑥 𝑑𝑥) 2
𝑃𝑙 2
𝜃𝐴 = 𝐸𝐼 ( 𝜃𝐵 =
m1
𝑃𝑥 2 𝑃𝑥 2
𝑀𝑚1 𝑑𝑥
𝜃𝐴 = 𝐸𝐼 ∫º
𝜃𝐴
M
𝜃𝐵 = − 16𝐸𝐼
𝑃𝑙 2 16𝐸𝐼
𝛿𝑚𝑎𝑥 =
1 𝑙/2 ∫ 𝑀𝑚3 𝑑𝑥 𝐸𝐼 0
𝛿𝑚𝑎𝑥 =
1 𝑙/2 𝑃𝑥 2 ∫ ( 4 𝐸𝐼 0 1
+
𝑃𝑥 2 )𝑑𝑥 4
𝑙/2 𝑃𝑥
𝛿𝑚𝑎𝑥 = 𝐸𝐼 ∫0 ( 2 𝑑𝑥 ) 𝛿𝑚𝑎𝑥
𝑃𝑙 3 = 48𝐸𝐼
3.- Calcular el desplazamiento horizontal en el punto 2
L
P
L
Viga con cargas reales.
1
Viga con carga unitaria.
𝐿
∆H2=𝐸𝐼 ∫0 𝑀𝑚 1
𝐿
1
𝐿
𝐿
∆H2=𝐸𝐼 [∫0 (𝑃𝑥)(𝑥)𝑑𝑥 + ∫0 (𝑃𝑥)(𝑥)𝑑𝑥] ∆H2=𝐸𝐼 [∫0 (𝑃𝑥 2 + 𝑃𝑥 2 )𝑑𝑥 ] 1 2𝑃𝑥 3
∆H2=𝐸𝐼 [
2𝑃𝐿³
∆H2= 3𝐸𝐼
3
L
] 0
4. - Calcular ∆v en D
Pa
P 3a a
A
B P
1
Pa C
D
Pa
1 C
D D
P
P 𝑙
1
∆vD = 𝐸𝐼 ∫0 𝑀𝑚 𝑎 2𝑎 3𝑎 EI ∆vD = ∫0 (−𝑃𝑋)(−𝑋) 𝑑𝑥 + ∫0 (𝑃𝑎)(𝑎)𝑑𝑥 + ∫0 (−𝑃𝑥 + 𝑃𝑎)(−𝑥 + 𝑎)𝑑𝑥
EI ∆vD =
𝑃𝑥 3
EI ∆vD =
𝑃𝑎³
EI ∆vD =
7𝑃𝑎³
EI ∆vD =
7𝑃𝑎³
∆vD =
3 3
3𝑎
/ 𝑎0 + 𝑃𝑎²𝑥/ 2𝑎 + ∫0 (𝑃𝑥 2 − 𝑃𝑎𝑥 − 𝑃𝑎𝑥 + 𝑃𝑎2 )𝑑𝑥 0
3 3
3𝑎
+ 2𝑃𝑎³ + ∫0 (𝑃𝑥 2 − 2𝑃𝑎𝑥 + 𝑃𝑎2 )𝑑𝑥 +( +
𝑃𝑥 3 3
− 𝑃𝑎𝑥 2 + 𝑃𝑎𝑥 2 )/ 3𝑎 0
27𝑃𝑎³
− 9𝑃𝑎2 + 3𝑃𝑎³
3
16𝑃𝑎³ 3𝐸𝐼
5.- Calcular el ∆Vc de la estructura mostrada P 2a
C
P B 2P
1
1
2a
B 2a
A
R1=p
a A
2a
D
Tramo C-B B-A D-A E-A
a
R2=p
A
Longitud 0-2a 0-a 0-2a 0-a
M -Px -2Pa Px 0
R1=1
A
m -x -2a X 0
2𝑎
a R1=0
A
𝑎
2𝑎
/ 2𝑎 + 4𝑃𝑎²𝑥/ 𝑎0 + 0
𝑃𝑥 3
EI∆Vc=∫0 𝑃𝑥² + ∫0 4𝑃𝑎² + ∫0 𝑃𝑥² 𝑃𝑥 3
EI∆Vc=
3
8𝑃𝑎³
EI∆Vc=
3
28𝑃𝑎³
EI∆Vc= 6.- Calcular el ∆V₃
a A A
2a
E
3𝐸𝐼
+ 4𝑃𝑎³ +
8𝑃𝑎³ 3
3
/ 2𝑎 0
A
l
P
l
3
l
1 3
l
1 P/2
2
l
l
l
l
1
5
1
5
2
P/2
P/2 Tramo 1–2 2–3
Longitud 0–l 0–l
5–3 4–3
0–l 0–l
M 0 𝑃𝑥 2 0 𝑃𝑥 2
1/2
1/2
P/2
1 1/2
1/2
m 0 𝑥 2 0 𝑥 2
7.- Calcular ∆Hz
ω 2ωl 1
l
l 1 R1 = 2ωl
1
3
1
Rɜ = 1
Rɜ = 5ωl 2 1
R1 = 3ωl 3
3
R1 = 1
6𝛴𝐻1 = 0 𝑙 𝑅3 𝑙 = 𝜔𝑙 ( ) + 2𝜔𝑙 2 2 𝑅3 =
5𝜔𝑙 2
7.- Calcular el ∆VE, ∆HE y ӨE de la siguiente estructura
R1 = 1
1) Estructura real P/2
2a
B
2) ∆VE (carga unitaria)
P/2
C
a
a P
D
E
a
a
1/2
Pa
F
A
1/2
2a
B
a
C D F
A
RF = 3P/2
3) ∆HE (carga unitaria) 1/2
2a
2a
B
2a
B
1 E
D a A
4) ӨE Mancho unitaria
RA = 1/2
C D
a A
F RH A=1
1/2a 1
a
a
a
RF = 3/2
RA = 1/2
a 1
C
a
a
1/2a
1/2
E
a
a
a RA = P/2
1
a
a
1 E
F a
a
RF = 1/2
3) Calculo de Giro en E (ӨE)
RA = 1/2a
RF = 1/2a
EIӨE =∫ 𝑀𝑚3 𝑑𝑥 2𝑎
−
EIӨE =∫0
2𝑎 𝑃𝑋 2
EIӨE =∫0
EIӨE =
EIӨE =
EIӨE =
ӨE =
2𝑎
𝑃𝑋 3
𝑃𝑥 2
𝑎
𝑋
𝑎
𝑎
𝑑𝑥 + ∫0 𝑃𝑎𝑑𝑥 + ∫0 𝑃𝑥𝑑𝑥
2𝑎
𝑎
∫ + 𝑃𝑎𝑥 ∫0 + 12𝑎 0
8𝑃𝑎3 12𝑎
8𝑃𝑎2 12
+ 𝑃𝑎2 +
+ 𝑃𝑎2 +
13𝑃𝑎2 6𝐸𝐼
8. Calcular V C , H C , C .
𝑎
− 2𝑎 𝑑𝑥 + ∫0 (−𝑃𝑎)(−1)𝑑𝑥 + ∫0 (−𝑃𝑥)(−1)𝑑𝑥
𝑃𝑎2 2
𝑃𝑎2 2
𝑃𝑋 2 2
𝑎
∫0
Barra C–B B–A
Longitud 0–a 0 -a
M M M
EI V C
Mxdx
EI V C
EI V C
VC
Mxdx
0
Mx 2
Mx 2
VC VC
2
a
0
2
a
0
2
Ma 2 EI 2
Ma
2 EI
2. Cálculo de H C . EI H C
Mxdx
EI H
EI H EI H
H
C
3 Ma
C
C
C
a
Mxdx
0
a
Ma
0
Mx 2
Ma
-x
X 0 3. Cálculo de C .
1. Calculo de V C
a
0
2
a
Max 0
2
Ma
2
2
2 EI
9. Calcular el ∆𝑉𝐷 , ∆𝐻𝐷 y 𝜃𝐷 .
2
0
a
-1 -1
1) Viga Real
1) Calcula ∆𝑉𝐷 𝑎
2𝑎
2𝑎
EI∆𝑉𝐷 = ∫0 ( 𝑃𝑥)(0)𝑑𝑥 + ∫0 ( 𝑃𝑎)(−𝑥)𝑑𝑥 + ∫0 ( 𝑃𝑎 − 𝑃𝑥)(−2𝑎)𝑑𝑥 2𝑎
2𝑎
EI∆𝑉𝐷 = ∫0 − 𝑃𝑎 𝑥 𝑑𝑥 + ∫0 ( − 2𝑃𝑎2 + 2𝑃𝑎𝑥)𝑑𝑥 2a
2
EI∆𝑉𝐷 =
Pax 2
EI∆𝑉𝐷 =
2 Pa
4 Pa
2 Pa
∆𝑉𝐷 =
3
2 Pax Pax 0
3
4 Pa
3
EI
0
3
2 Pa
∆𝑉𝐷 =
2 2a
3
EI
2. Calcular ∆𝐻𝐷 a
𝐸𝐼∆𝐻𝐷 =
𝐸𝐼∆𝐻𝐷 =
Px 2 Pa x 3 0
0
Pa
𝐸𝐼∆𝐻𝐷 =
2a
( Pa )( a ) dx
0
a
3
2a
( Pa Px )( a x ) dx
0
Pax 2 Pa x 2
2a
0
2
3
2 Pa
3
2 Pa
3
2 Pa
3
Pax
2
2
2 Pa
3
3
3 Pa
∆𝐻𝐷 =
( Px )( x ) dx
8 Pa
2a
Px 3 0 3
3
3
3
EI
3. Calcular 𝜃𝐷 a
𝐸𝐼𝜃𝐷 =
𝐸𝐼𝜃𝐷 =
Px Pax 2 0
( Px )( 1 ) dx
0
𝜃𝐷 =
2a
( Pa )( 1 ) dx
0
2
𝐸𝐼𝜃𝐷 =
Pa
5 Pa 2 EI
0
2a
( Pa Px )( 1 ) dx
0
a
2a
Pax
0
2a
Px 2 0 2
2a
2
2 Pa
2
2 Pa
2
2 Pa
2
2 2
𝜃𝐷 =
10.- Calcular ∆Vᴅ, ∆Hᴅ, Өᴅ
5 Pa
2
2 EI
135
² 8qa
² 8q a 4qa
4qa
C
4a
4a
B
C
A
D
2a
5a
1 1
D
2a
Өᴅ Unitario
M
𝑚1 (∆𝑉ᴅ)
𝑚2 (∆𝐻ᴅ)
𝑚3 (Өᴅ)
D–C
0 – 4a
𝑞𝑟 2 − 2
0
X
-1
C–B
0 – 5a
- 8𝑞𝑎2
-x
4a
-1
0 – 5a
16𝑞𝑎𝑟 5 − 8𝑞𝑎2
- 5𝑥 − 5𝑎
3
4𝑥 5
-1
𝑁1 = 4𝑞𝑎 cos 𝜃
N2
1) Calculo de ∆Vᴅ
𝑁1 =
16𝑞𝑎 5
𝑁2 = 1𝑠𝑒𝑛𝜃
B ø
𝑁1 =
4 4𝑞𝑎( 5
) N1
4qa
4a -
∆Vᴅ Unitario Nodo B
Viga Real Nodo B ø B ø
1
5a
Longitud
N1
C
A
1
5a
B–A
1
B
ø
∆Hᴅ Unitario
Tramo
1
∆Vᴅ Unitario
Viga Real
ø
D
2a
5a
1
C
A
D
2a
1
4a
9
A
5a
B
ø
16qa 5
4 5
1
1
N2
ø
B
3 5
𝑁2 =
3 5
5𝑎
5𝑎 16𝑞𝑎
EI∆Vᴅ = ∫0 8𝑞𝑎2 𝑋𝑑𝑥 + ∫0 ( 5𝑎
5𝑎
EI∆Vᴅ = ∫0 8𝑞𝑎2 𝑋𝑑𝑥 + ∫0 5𝑎
EI∆Vᴅ = 4𝑞𝑎2 𝑥 2 ∫0 + (−
5
−
16𝑞𝑎𝑥 3 25
𝑥 − 8𝑞𝑎2 )(−
48𝑞𝑎𝑥 2
+
24𝑞𝑎𝑥 2
25 12𝑞𝑎𝑥 2
+
5
5
3𝑥 5
− 5𝑎)𝑑𝑥
− 16𝑞𝑎2 𝑥 + 40𝑞𝑎3 𝑑𝑥 5𝑎
− 8𝑞𝑎2 𝑥 2 + 40𝑞𝑎3 𝑥) ∫0
EI∆Vᴅ = 100𝑞𝑎4 − 80𝑞𝑎4 + 60𝑞𝑎4 − 200𝑞𝑎4 + 200𝑞𝑎4 ∆Vᴅ =
80𝑞𝑎4 𝐸𝐼
↓
2) Calculo de ∆Hᴅ 4𝑎
EI∆Hᴅ = ∫0 − 32𝑞𝑎2 𝑥 5
9𝑋 3 2
5𝑎 64𝑞𝑎2 𝑥
5𝑎
𝑑𝑥 + ∫0 −32𝑞𝑎3 𝑑𝑥 + ∫0
5
− 32𝑞𝑎3 −
64𝑞𝑎𝑥 2 25
+
𝑑𝑥
EI∆Hᴅ =
−𝑞𝑥 4 8
4𝑎
32𝑞𝑎2 𝑥 2
5𝑎
∫0 +32𝑞𝑎3 𝑥 ∫0 +[ 4
5
4
− 32𝑞𝑎3 𝑥 −
4
4
EI∆Hᴅ = −32𝑞𝑎 − 160𝑞𝑎 + 160𝑞𝑎 − 160𝑞𝑎 − ∆Hᴅ = ∆Hᴅ =
64𝑞𝑎𝑥 3
75 320𝑞𝑎4
−656𝑞𝑎4
3
+
16𝑞𝑎2 𝑥 2 5
+ 80𝑞𝑎
5𝑞
] ∫0
4
3𝐸𝐼 656𝑞𝑎4 3𝐸𝐼
←
3) Calculo de Өᴅ 4𝑎
EIӨᴅ = ∫0
−
4𝑎 𝑞𝑥 2
EIӨᴅ = ∫0 EIӨᴅ = EIӨᴅ = Өᴅ =
𝑞𝑥 2 2
5𝑎
5𝑎
5𝑎
8𝑞𝑎2 𝑥 ∫0 + (− 3
3
8𝑞𝑎𝑥 2 5
16𝑞𝑎𝑥 5
5
+ 8𝑞𝑎2 )(−1)𝑑𝑥 5𝑎
+ 8𝑞𝑎2 𝑥) ∫0
+ 40𝑞𝑎 − 40𝑞𝑎 + 40𝑞𝑎3
152𝑞𝑎3 3𝐸𝐼
5𝑎 16𝑞𝑎𝑥
𝑑𝑥 + ∫0 8𝑞𝑎2 𝑑𝑥 + ∫0 (−
2 𝑞𝑥 3 4𝑎 ∫ + 6 0 32𝑞𝑎3 3
5𝑎
(−1)𝑑𝑥 + ∫0 (−8𝑞𝑎4 )(−1)𝑑𝑥 + ∫0
− 8𝑞𝑎2 (−1)𝑑𝑥
3.- Calculo de θD
4𝑎 −𝑞𝑥 2
EI θD= ∫0
2
4𝑎 𝑞𝑥²
EI θD=∫0
𝑞𝑥 3
EI θD=
6
2
3
5𝑎
3𝐸𝐼
5𝑎 −16𝑞𝑎𝑥 5
8𝑞𝑎𝑥 2 5
+ 40𝑞𝑎³ − 40𝑞𝑎3 + 40𝑞𝑎³
152𝑞𝑎³
EI θD=
5𝑎 16𝑞𝑎𝑥
𝑑𝑥 + ∫0 8𝑞𝑎²𝑑𝑥 + ∫0
/ 4𝑎 + 8𝑞𝑎²𝑥/ 5𝑎 + (− 0 0
32𝑞𝑎³
EI θD=
5𝑎
(−1)𝑑𝑥 + ∫0 (−8𝑞𝑎2 )(−1)𝑑𝑥 + ∫0
+ 8𝑞𝑎2 𝑑𝑥
+ 8𝑞𝑎2 𝑥)/ 5𝑎 0
5
− 8𝑞𝑎2 (−1)𝑑𝑥
View more...
Comments