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8/17/2019 CUADERNO PARA CLASE DE RESISTENCIA Y MECANICA DE MATERIALES II.pdf

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CUADERNO DE EJERCICIOS DE MECANICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES 2

1.- Determinar el momento en elempotramiento y la reaccion en elapoyo en la viga empotrada

By: Ing. Francisco Rodriguez Lezama


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2.- Determinar la reacciones enel apoyo de la viga de la figura



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3.- Calcular los momentos en los apoyos y empotramientos de la viga de la figuray trazar el diagrama de fuerza cortante.



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4.- Dibujar el diagrama de fuerza cortante en la viga continua de la figura



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5.- Calcular los momentos en los apoyos y trazar el diagrama de fuerza



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6.- Calcular los momentos de los apoyos y las reacciones de la viga continuade la figura.



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7.- En la viga continua de la figura determinar los momentos en los apoyos yen los empotramientos. Trazar el diagrama de fuerza cortante y calcular elmomento flexionante maximo positivo.



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8.-En la viga representada en a figura determinar los momentos en los apoyos. Trazarel diagrama de la fuerza cortante y calcular el valor del maximo momento positivo.

Resp. M2= -4460 N.m;M3= -661 N.m;M4= -3270N.m;



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9.- En la viga de la figura ,calular elvalor de E1ϭ en el punto x=3m y enextremo del voladizado.



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10.- En la viga de la figura calcular elvalor de la fuerza en el voladizo extremoque produzca una deflexion nula bajo estafuerza .



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11.- Se aplican dos fuerzas a la barraque se ilustra. En el punto a, determine:a) los esfuerzos y planos principales.b) el esfuerzo cortante máximo.



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13.- El anuncio que bosqueja8000 lb y lo sostiene un tuboestructural de 15 in. dediámetro exterior y 0.5 in. deespesor de pared. En unmomento en el que la presiónresultante del viento es de 3kips localizada en el centro C

del anuncio, determine losesfuerzos normal y cortante enel punto H.



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14.- El tubo de acero AB tiene undiámetro exterior de 100 mm yuna pared de 8 mm de espesor.Si la tensión en el cable es de40kN, determine los esfuerzosnormal y cortante en el punto H.



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15.- El tubo de acero ABtiene 72 mm de diámetroexterior y 5 mm deespesor de pared. Si sesabe que el brazo CDEestá unido rígidamente altubo, determine losesfuerzos y planosprincipales, y el esfuerzocortante máximo en elpunto H.



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16.- Se aplica una fuerza de 13 kNal poste de hiero fundido ABC de 60mm de diámetro que se muestra enla figura. Determine, en el punto H,a) los esfuerzos y planosprincipales.b) el esfuerzo cortante máximo.



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17.- Se aplican tres fuerzasa la viga en voladizo quemuestra la figura. Halle losesfuerzos normal y cortanteen el punto H.



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18.- Se aplican tres fuerzasa un poste de acero segúnse ilustra. Determine losesfuerzos normal y cortante

en el punto H.



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19.- Dos fuerzas se aplican alpequeño poste BD que seilustra. Sabiendo que el tramovertical del poste posee unasección transversal de 1.5 X 2.4in., determine los esfuerzos yplanos principales, y el esfuerzocortante máximo en el punto H.



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20.- Sabiendo que el tuboestructural que se muestra en lafigura tiene una pared de espesoruniforme de 0.3in., calcule losesfuerzos y planos principales, yel máximo esfuerzo cortante en ela) punto H.b) punto K.



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21.- El eje sólido AE gira a 600 rpm ytransmite 60 hp del motor M a loselementos de máquina conectados alos engranes G y H. Si Tperm= 8ksi yse extraen 40 hp del engrane G y 20hp del engrane H, halle el diámetromás pequeño permisible del eje AE.



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22.- El motor M gira a 300 rpm ytransmite 30 kW al eje sólido ABpor medio de una conexión flexible.La mitad de dicha potencia setransfiere a una máquinaherramienta conectada al engraneE, y la otra mitad a una máquina

herramienta conectada al engraneF. sabiendo que Tperm= 60 MPa,calcule el diámetro más pequeñopermisible del eje AB.



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23.- Determina la relación de esbeltez de una columna de 4m conextremos empostrados si su sección es (a ) una circunferencia de50mm de radio y (b ) un cuadrado de 40mm de lado. Use el conceptode longitud efectiva.Resp. (a) 80.0; (b) 173



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24.-. Usando espesificaciones de la AISC, determinar la longitud Maxima de un perfilW360 x 122 si se va usar como una carga de 1200kN, usando ơPC = 450 Mpa.Resp. L= 7.25m



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25.- Un perfil W360 x 134 se usa como columna con extremos articulados. Usandolas especificaciones de la AISC, determinar la carga máxima que pueda aplicárse si(a ) L= 9m y (b ) L=15m, usando ơPC=290 Mpa en ambos casos.Resp. (a) 1740kN ; (b)687 kN



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26.-Un perfil W200 x 100 se emple como columna de 9m con sus extremosempotrados. (a ) Empleando las especificaciones de la AISC, calcular la carga deseguridad que puede aplicarse si la longitud efectiva es tres cuartos de la real. (b )Determinar la carga de seguridad si la columna estuviera también sujeta lateralmenteen su punto medio. Use ơPC = 380 Mpa.



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27.- Cuatro ángulos de 100 x 100 x10 mm se unen mediante placas en celosía paraformar una sección compuesta, como se indica en la .Aplican las especificaciones dela AISC, con ơPC = 290 Mpa, determinar la longitud máxima que puede tener si ha desoportar una carga de 500kN. ¿Cuál debe ser la longitud libre entre ángulos, demanera que su esbeltez sea, como máximo , igual a las tres cuartas partes de lacorrespondiente a la sección compuesta?



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28.-En la estructura de un puente,representada en la barra AB estáformada por dos perfiles C230 x 30unidos mediante celosías, demanera que la sección resultantetenga igual momento de inerciarespecto de los ejes de simetría. Sila carga de seguridad P viene dadapor ña resistencia de la barra AB,determinarla mediante lasespecificaciones AISC con ơPC =290 Mpa.



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29.- Una columna de acero, conextremos articulados, de 10m de alturase construye con un perfil W200 x 46 ydos C310 x 45 soldados entre sí comose indica en la f igura. Determinar lacarga axial de seguridad aplicando lasespecificaciones de la AISC con ơPC =250 MN/m2.



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30.- Un perfil W360 x 122 se emplea como columna de 10 m de longitud efectiva.Determinar la carga máxima que puede soportar con una excentricidad de 30 mm.¿Dónde se debe situar la carga, sobre el eje X o sobre Y? Supóngase ơPC = 290 Mpa.Resp. P= 190 kN



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31.-Una barra prismática de acero de 50 x 75 mm tiene una longitud de1.5 m.Calcular la carga máxima que puede soportar con una excentricidad de 120mm con respecto a los ejes geométricos. La barra soporta también una cargaaxial de 50 kN. Suponga ơPC = 250 MN/m2Resp. P = 25.8 kN



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32.-Un tubo de acero de 2.5m de longitud, empotrado en un extremo inferior y libre en el

superior, soporta un gran cartel cuyo centro de gravedad dista 0.60 m del eje del tubo.Determinar su peso máximo si el diámetro exterior del tubo es de 140 mm, su sección, de2800mm2 y su momento de inercia , de 6.32 x 10^6 mm^4. Use ơ PC = 250 MN/m^2.



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33.- Un perfil W360 x 134 se emple como columna de 6m de longitud.Soporta una carga axial de 260 kN y otra excéntrica de 220 kN sobre el ejede menor momento de inercia. Determinar la excentricidad máxima admisiblede carga, con ơPC = 250 Mpa.Resp. e = 952 mm



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34.- Un canal C310 x 45 se usa como columna articulada en sus extremos, de2.2 m de longitud. ¿A qué distancia del centro puede aplicarse una carga de50 kN sobre el eje X? Suponga que ơPC = 380MPa y que el esfuerzo detensión está limitado a 140 MN/m^2. ¿Sobre que lado del eje Y ha deaplicarse la carga?

Resp. 100 mm



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35.- Un perfil W360 x 134 va emplearse como columna con una longitud de 9m.La columna soporta una carga axial de 260 kN y una excentricidad de 360 kN,que actua sobre el eje Y. Determinar la excentricidad máxima de la carga de360 kN usando el método del máximo esfuerzo y la fórmulaResp. 178 mm

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