UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA – ENERGÍA ENERGÍA ESCUELA PROFESIONAL DE MECÁNICA
DIBUJO II Trabajo domicialiaria “
Estructuras metalicas y cerchas
Curso: Dibujo Mecánico II asistido por computadora Docente: Sánchez Valverde, Victoriano Alumnos: Rondán Chuchon, Jesús Wiler Bellavista - Callao 2017
”
Problema N°1 Realizar el análisis de la estructura mostrada en la figura adjunta con todos sus parámetros fundamentales, mostrando las geometrías de las barras, las componentes de sus c argas distribuidas, en cuya cercha estructural se propone la acc ión de precio propio 28 ⁄, la presión del viento de 80 ⁄, y la carga de nieve 37 ⁄, la distancia entre cerchas de perfil doble es 5m, la luz de la estructura tiene 12 m de longitud y las fuerzas o cargas en los nudos están distribuidas proporcionalmente. Para estas consideraciones se propone los fundamentos siguientes que se deberá atribuir como propuesta siguiente: a) La escala de la estructura 1:100. b) La escala del cremona Po = 1 0 mm. Para estas consideraciones se pide determinar: 1) Los parámetros de la hipotenusa de la barra par . 2) La carga distribuida para cada nudo. 3) Sugerir las cargas en los esfuerzos en tracción o compresión. 4) El desarrollo del cremona la escala sugerida. 5) Las fuerzas del cremona en tensión o compresión. 6) Seleccionar las barras del sistema estructural. 7) Indicar y seleccionar la barra critica. 8) Dibujar un nudo de la estructura indicando su cartela.
Solución:
37 ⁄ = Carga del viento = 80 ⁄ = Peso propio de la estructura = 28 ⁄ = Carga de la nieve =
Longitud entre cerchas = 5 m.
La luz de la cercha = 20 m.
1.
Los parámetros de la hipotenusa de la barra par .
20 2 2 cos30° = = ⇒ = 11.547 . = 2.
La carga distribuida para cada nudo.
Calculo de la carga al inicio:
= × ( + + ) × =
Pero:
11.547 = = 2.31 . 5 5
2.31 × 37 + 80 + 28 × 5 = 837.4 2
2 = = = = = 2 = 1674.75 = = = = =
3.
Sugerir las cargas en los esfuerzos en tracción o compresión.
Barra N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
4.
Luz (m) 1.155 2.00 1.155 1.155 1.155 1.155 2.00 2.00 1.155 2.00 2.60 1.155 3.00 2.00
Fuerza (T-C) Compresión Tracción Compresión Compresión Compresión Compresión Tracción Tracción Compresión Compresión Compresión Compresión Tracción Tracción
El desarrollo de la cremona la e scala sugerida.
Esfuerzo (kgf) 8.58 7.7 1.0 7.9 1.0 8.0 1.7 5.9 5.9 1.7 1.0 5.9 2.8 -4.05
5.
Las fuerzas de la cremona en tensión o compresión.
Barra N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
6.
Luz (m) 1.155 2.00 1.155 1.155 1.155 1.155 2.00 2.00 1.155 2.00 2.60 1.155 3.00 2.00
Fuerza (T-C) Compresión Tracción Compresión Compresión Compresión Compresión Tracción Tracción Compresión Compresión Compresión Compresión Tracción Tracción
Esfuerzo (kgf) 8.4 -7.3 975 7.425 930.5 7.425 1.625 5.675 5.575 930.5 -930.5 5.575 2.45 -4.05
Indicar y seleccionar la barra critic a.
Para barra critica: − =
. . = . 1.155
Tipo de perfil doble de alas iguales: =
16.1
: − = 1.64
Perfil de alas iguales = 55 x 55 x 8. Selección de la barra relacionada con la esbeltez:
= = . = 71 .
Selección del coeficiente de pandeo: tabla = 1.42 Se verifica la carga con la barra critica de cremona:
= 7.
1 85801.42 = = 757 ≤ 1200 16.1
Dibujar un nudo de la estructura indicando su cartela.
Problema N°2 En la figura adjunta se muestra un perfil de acero negro de alas desiguales de 100*65*11 mm, cuya sección requerida es de 17 , deberá soldarse a una cartela en un nudo de la estructura metálica de espesor determinado, de manera t al que, la sección del perfil en II puede ser sometida a tracción en su carga o fuerza total.
El material requerido es de acero de construcción con un esfuerzo admisible de la soldadura a tracción ( ≤ 12000⁄), y el esfuerzo de corte admisible de la soldadura es ( ≤ 780 ⁄ ). De lo sugerido, en cada ala se deberá soldar con la fracción de fuerz a que deberá soportar cada cordón de soldadura, así como los cordones de la soldadura requeridos. Se pide determinar: 1.
La fuerza o carga de la soldadura en el punto .
2.
La fuerza o carga de la soldadura en el punto .
3.
La longitud de trabajo del cordón de la soldadura .
4.
La longitud de trabajo del cordón de la soldadura .
5.
La longitud total de cada cordón de la soldadura y .
Solución:
1) La fuerza o carga de la soldadura en el punto P_1.
= ∗ = 17 ∗ 1200 = 20400 . =
+ 20400 ∗ 66 = = 13464 . + 100
2) La fuerza o carga de la soldadura en el punto P_2.
= = 20400 134645 = 6936 . 3) La longitud de trabajo del cordón de la soldadura I_1. Deposición máxima de la soldadura:
= 0.707 ∗ 1.1 = 0.778 =
13464 = = 37.56 ∗ 0.65 ∗ 0.707∗0.65∗780
4) La longitud de trabajo del cordón de la soldadura I_2.
=
6936 = = 19.35 ∗ 0.65 ∗ 0.707∗0.65∗780
5) La longitud total de cada cordón de la soldadura L_1 y L_2.
= + 2 ∗ = 37.56 + 2 ∗ 0.707 = 37.105 = 390 = + 2 ∗ = 19.35 + 2 ∗ 0.707 = 19.866 = 208 Problema N°3 Realizar el análisis de la estructura mostrada en la figura adjunta con sus parámetros elementales, mostrándose las geometrías de las barras, las componentes de sus cargas, en cuya estructura se propone la acción de su peso propio de 28 ⁄ , la presión del viento de 80 ⁄ y la carga de la nieve 37 ⁄, la distancia entre las cerchas del perfil doble es 4 m . la luz de la estructura tiene 15 m de longitud, y las fuerzas o cargas en los nudos están distribuidas proporcionalmente. El esfuerzo admisible del material plástico es 1200 ⁄. Para estas consideraciones se propone los fundamentos siguientes que deberá atribuir como propuesta lo siguiente. Para las consideraciones sugeridas, se pide determinar: 1.
Demostrar si el sistema propuesto es una estructura o cercha.
2.
Dibujar la estructura a escala.
3.
Indicar las cargas de las barras.
4.
La carga distribuida.
5.
El diseño de la cremona a escala.
Solución 1.
Demostrar si el sistema propuesto es una est ructura o cercha.
Análisis estructural, tipo de estructura:
∗ 2 = + 3 ⇒ 15 ∗ 2 = 27 + 3 ⇒ 30 = 30 Como satisface la igualdad es una cercha. Análisis de la cercha.
15 2 2 cos 30° = = ⇒ = 8.66 . Barra critica :
=
2.
Dibujar la estructura a escala.
ℎ = 1.73 5
3.
Indicar las cargas de las barras.
Calculo de :
=
1.73 2 8 + 8 0 + 3 7 ∗ 4 = 500 ( + + ) = 2 2
Calculo de , , , , , :
2 ∗ = = = = = = = = = = 1000 Podemos hallar las reacciones que serán iguales debido a la simetría de la estructura entonces haciendo una sumatoria de fuerzas tendremos:
4.
La carga distribuida.
5.
El diseño de la cremona a escala.
Barra N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Tensión (kgf) Compresión Compresión Compresión Compresión Compresión Compresión Tracción Compresión Compresión Tracción Tracción Tracción Tracción Tracción
Esfuerzo (kgf)
Problema N°4 En la figura se muestra una cercha de una nave de 10 m de luz, la distancia entre centros 5 m. se desea diseñar la estructura con el par de 40°, se ha determinado el valor de la carga distribuida inicialmente en 720 kgf vertical. Se pide determinar: 1.
Diseñar la viga critica.
2.
Seleccionar la barra N°1.
Mediante el diagrama de cremona se determina el estado de tensión de las barras.
Barra N° 1 2 3 4 5 6 7 8
Tensión (kgf)
Problema N°5 Material de la estructura metálica: =
12000⁄
Luz de la cercha: 15 m Presión del viento: = 90⁄ Peso propio de la cercha: = 28⁄ Distancia entre las cerchas: = 4 En el grafico se puede apreciar la cercha a diseñar doble barra. 1.
Dibujar la estructura a escala.
2.
La carga distribuida para la viga critica.
3.
La cremona de la viga critica.
Esfuerzo (kgf)
Solución:
