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Orientación Universidad
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apuntes de estatica de la carrera de ing industrial, Apuntes de Estática

apuntes universitarios de estatica

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 21/05/2021

marlon-zare-1
marlon-zare-1 🇵🇪

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bg1
Edgar Valcárcel Pollard Página 1
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ASIGNATURA: MECÁNICA
CARRERA DE ING INDUSTRIAL EDGAR VALCÁRCEL POLLARD
Análisis y diseño de una armadura (1)
Problema: Un pequeño taller está compuesto por 4 pórticos (tipo armadura) distanciados
8.1m, 9m y 7m empezando del 1º al último respectivamente. La armadura que se muestra en la
FigNº1 es parte de cada pórtico y está sometida a la acción de cargas muertas y vivas. Se
conoce la siguiente información:
Peso total por m2= 65 kg/m2
Material: Acero A36 , E=2.1x106kg/cm2 , 𝜎𝑦=2500 𝑘𝑔 𝑐𝑚2
, 𝐹. 𝑆 = 1.67
Esfuerzo admisible en los pernos de los apoyos: 𝜏𝑎𝑑𝑚 =600 𝑘𝑔 𝑐𝑚2
Cargas vivas: T=2 ton () ,actuando en el perno “2”, Carga viva: S=3 ton (), actuando
en el perno “6”
Considerar que los arriostres en el plano perpendicular a la armadura se encuentran en
todos los pernos.
Se pide para el pórtico más crítico:
a) Diseñar la brida superior e inferior
b) Diseñar las diagonales 1-8 y 1-7
c) Diseñar la montante 2-7
d) Diseñar el perno del apoyo fijo. Considerar corte doble
e) Determinar el máximo esfuerzo cortante en la diagonal 1-8 cuando el sistema está
completamente cargado
Solución:
Metrado de cargas:
El segundo pórtico es el más crítico , ya que posee el mayor ancho tributario cuyo valor se obtiene a
continuación : Ancho Tributario = (9𝑚+ 8.1𝑚) 2
=8.55𝑚
Por lo tanto las cargas “P” se obtendrán multiplicando el peso por metro cuadrado por el ancho
tributario y por la distancia entre pernos, esto es:
𝑃 = (65 𝑘𝑔 𝑚2)𝑥(8.55𝑚)𝑥(1.8𝑚)=1000.4 𝑘𝑔 1 𝑡𝑜𝑛
4@1.8m=7.2m
2.4m
12 3 4 5
678 9 10
FigN°1
pf3
pf4

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ASIGNATURA: MECÁNICA

CARRERA DE ING INDUSTRIAL EDGAR VALCÁRCEL POLLARD

Análisis y diseño de una armadura (1)

Problema: Un pequeño taller está compuesto por 4 pórticos (tipo armadura) distanciados

8.1m, 9m y 7m empezando del 1º al último respectivamente. La armadura que se muestra en la

FigNº1 es parte de cada pórtico y está sometida a la acción de cargas muertas y vivas. Se

conoce la siguiente información:

 Peso total por m

2

= 65 kg/m

2

 Material: Acero A36 , E=2.1x

6

kg/cm

2

𝑦

2

 Esfuerzo admisible en los pernos de los apoyos: 𝜏

𝑎𝑑𝑚

2

 Cargas vivas: T=2 ton (↓) ,actuando en el perno “2”, Carga viva: S=3 ton (→), actuando

en el perno “6”

 Considerar que los arriostres en el plano perpendicular a la armadura se encuentran en

todos los pernos.

Se pide para el pórtico más crítico:

a) Diseñar la brida superior e inferior

b) Diseñar las diagonales 1 - 8 y 1- 7

c) Diseñar la montante 2- 7

d) Diseñar el perno del apoyo fijo. Considerar corte doble

e) Determinar el máximo esfuerzo cortante en la diagonal 1-8 cuando el sistema está

completamente cargado

Solución:

Metrado de cargas:

El segundo pórtico es el más crítico , ya que posee el mayor ancho tributario cuyo valor se obtiene a

continuación : Ancho Tributario = ( 9 𝑚 + 8. 1 𝑚) ⁄ 2 = 8. 55 𝑚

Por lo tanto las cargas “P” se obtendrán multiplicando el peso por metro cuadrado por el ancho

tributario y por la distancia entre pernos, esto es:

2

4@1.8m=7.2m

2.4m

1

2 3 4

5

6

7 8 9

10

FigN°

Por otro lado, las cargas vivas no actúan necesariamente a la vez, por lo tanto, se tendrá que analizar en

forma independiente.

Los casos a analizar son los siguientes:

4@1.8m=7.2m

2.4m

1

2 3 4

5

6

7 8 9

10

P/2 P P P P/

4@1.8m=7.2m

2.4m

1

2 3 4

5

6

7 8 9

10

T

4@1.8m=7.2m

2.4m

1

2 3 4

5

6

7

8 9

10

S

Cuadro resumen:

BARRA “P” “T” “S” C

1

=P C

2

=P+T C

3

=P+S C

4

=P+T+S

Fuerza de

Diseño

Brida Superior - 0.75 - 1.5 - 3 - 0.75 - 2.25 - 3.75 - 5.25 - 5.

Brida Inferior 1.5 0.75 1.5 1.5 2.25 3 3.75 3.

Diagonal 1 - 8 - 0.9 0.9 1.8 - 0.9 0 0.9 1.8 - 0.9/1.

Diagonal 1- 7 - 1.25 - 2.5 0 - 1.25 - 3.75 - 1.25 - 3.75 - 3.

Montante 2 - 7 0 2 0 0 2 0 2 2

R

1X

R

1Y

1 𝑋

2

1 𝑦

2

Nota: Para las barras :Tracción (+) , Compresión (-). Para las reacciones: Horiz.(+) , Vertical (+)

Diseño de las barras:

𝑥

𝑦

𝑆

2" x 2"𝑥 3 ⁄16" ( 7. 26 𝑘𝑔/𝑚)

𝑥

𝑦

𝑆

1" x1"𝑥 1 8" ( 2. 38 𝑘𝑔/𝑚)

𝑥

𝑦

𝑆

1" x 1"𝑥 1 ⁄8" ( 2. 38 𝑘𝑔/𝑚)

𝑥

𝑦

𝑆

3" x 3"𝑥 3 ⁄16" ( 11. 04 𝑘𝑔/𝑚)

∴ 𝑬𝒍 𝒅𝒊𝒔𝒆ñ𝒐 𝒒𝒖𝒆 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆 𝒂𝒎𝒃𝒂𝒔 𝒄𝒐𝒏𝒅𝒊𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒆𝒔 ∶

𝑺

𝟑" x 3"𝒙 𝟑 ⁄𝟏𝟔" (𝟏𝟏. 𝟎𝟒 𝒌𝒈/𝒎)

𝑥

𝑦

𝑆

2 1 ⁄ 2 " x 2 1 ⁄ 2 "𝑥 3 ⁄16" ( 9. 14 𝑘𝑔/𝑚)

𝑥

𝑦

𝑆

1" x 1"𝑥 1 ⁄8" ( 2. 38 𝑘𝑔/𝑚)

Diseño del perno del apoyo fijo:

𝑝𝑒𝑟𝑛𝑜

𝑚á𝑥

𝑎𝑑𝑚

3

2

2

Esfuerzo cortante máximo en la diagonal 1 - 8 : Se refiere al combo 4

𝑚á𝑥

𝑚á𝑥

𝑑𝑖𝑎𝑔𝑜𝑛𝑎𝑙 1 − 8

2

𝑚á𝑥

3

2

2

𝑚á𝑥

2