Practica de Aula

PRACTICA DE AULA EJERCICIO 01 Una barra de acero que trabaja como barra de suspensión para maquinaria pesada en una fábrica, esta acoplada aun soporte mediante la conexión con perno como se muestra en la figura. La parte principal del colgante tiene una sección transversal rectangular con un ancho b1 = 1.5 pulgadas y un espesor de t = 0.5 pulgadas. En la conexión con perno la barra la barra de suspensión se alarga hasta un ancho b2 = 3.0 pulgadas. El perno que transfiere la carga de la barra a las dos placas de unión tiene un diámetro d= 1 pulgada. Determine el valor permisible de la carga de tensión P en la barra de suspensión con base en las siguientes consideraciones: a) El esfuerzo de tensión permisible en la parte principal de la barra de suspensión es 16,000 psi. b) El esfuerzo de tensión permisible en la barra de suspensión en su sección transversal que pasa por el agujero del perno es 11,000 psi. (El esfuerzo permisible en esta sección es menor debido a las concentraciones de esfuerzos alrededor del agujero) c) El esfuerzo de soporte permisible entre la barra de suspensión y el perno es de 26,000 Psi. d) El esfuerzo cortante permisible en el perno es 6500 psi.

SOLUCION:

a) Esfuerzo de tensión permisible en la parte principal

Permisible= 16,000 A = 1.5 pulg x 0.5 pulg

b) El esfuerzo de tensión permisible en la barra Área de la cartela = 3 x 0.5 pulg - 1 x 0.5 pulg.

Remplazando

c) El esfuerzo de soporte permisible entre la barra de suspensión y el perno

Permisible= 26,000

Remplazando

d) El esfuerzo cortante permisible en el perno

Permisible= 6,500

EJERCICIO 02 La armadura de dos barras ABC que se muestran en la figura, tiene soportes articulados en los puntos A y C, que están separados 2.0 m. Los elementos AB y BC son barras de acero. Interconectadas por un pasador en el nodo B. La longitud de la barra BC es de 3.0 m. Un anuncio que pesa 5.4 KN está suspendido de la barra BC en los puntos D y E, que están ubicados a 0.8 m y 0.4 m, respectivamente, de los extremos de la barra. Determine el área de la sección transversal necesaria de la barra AB y el diámetro necesario del pasador en el soporte C si los esfuerzos permisibles en tensión y cortante son 125 MPa y 45 MPa, respectivamente. (Nota: los pasadores en los soportes están en cortante doble. Además, tome en cuenta los pesos de los elementos AB y BC) Solución: Sumatoria de momentos en C Σ MC = 0 F1 = F2 = 2.7 kN 2.7 x 0.8 + 2.7 x 2.6 = 9.18 =

√

√

√

Calculando en área en la sección transversal de la barra AB

Permisible= 125 MPa Permisible =

Calculando el diámetro del pasador del soporte

Permisible= 45MPa

√

EJERCICIO 03 Un muro de retención de gran longitud está apuntalado con puntales de madera dispuestos en un ángulo de 30° y soportados por bloques de empuje de concreto, como se muestra en la primera parte de la figura. Los puntales están espaciados uniformemente a 3 m. Para fines de análisis la pared y los puntales se idealizan como se muestra en la segunda parte de la figura. Observe que la base del muro y los dos extremos de los puntales se supone que están articulados. La presión del suelo contra el muro se supone distribuida triangularmente y la fuerza resultante que actúa sobre una longitud de 3 m del muro es F=190 kN. Si cada puntal tiene una sección transversal cuadrada de 150 mm x 150 mm, cual es el esfuerzo de compresión c en los puntales? Solución: ÁREA DEL PUNTAL A = 150mm x 150mm

CÁLCULO DE LA FUERZA EN C ∑MA = 0

CÁLCULO DEL ESFUERZO DE COMPRESIÓN EN C

Ejercicio 04 Una losa de concreto en forma de “L” de 12 ft x 12 ft (pero con un corte de 6 ft x 6 ft) de espesor t = 9.0 pulgadas se levanta mediante tres cables sujetos en los puntos O, B y D, como se muestra en la figura. Los cables se juntan en el punto Q, que está 7 ft arriba de la superficie de la losa y directamente arriba del centro de masa en el punto C. Cada cable tiene un área transversal efectiva Ae = 0.12 in2. a) Determine la fuerza de tensión Ti (i=1,2,3) en cada cable debido al peso W de la losa de concreto (no tome en cuenta el peso de los cables). b) Determine el esfuerzo promedio si en cada cable libre (consulte la tabla H-1 del apéndice H para obtener el peso específico del concreto reforzado).

Ejercicio 05 Una barra prismática con una sección transversal circular se somete a fuerzas de tensión P=65KN. L abarra tiene una longitud L=1.75m, un diámetro d=32mm y esta hecha de una aleación de aluminio con un módulo de elasticidad E=75 GPa y una aleación de Poisson n=1/3 . Determine el incremento en la longitud de la barra y el decremento porcentual en el área de su sección transversal.