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PORTICO RESUELTO POR HARDY CROSS., Ejercicios de Análisis Estructural

EJERCICIO RESUELTO DE UN PÓRTICO CON VIBRACIÓN LIBRE NO AMORTIGUADA POR HARDY CROSS VIENE CLARAMENTE COMO RESOLVERLO ESPERO Y LES SIRVA.

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 26/03/2020

DANIEL973110
DANIEL973110 🇲🇽

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Problema propuesto en clase. - Calcule la frecuencia natural del movimiento horizontal del pórtico de acero de la
figura P1-4 en los siguientes casos:
a) Si el miembro horizontal es infinitamente rígido.
b) Si el miembro horizontal es flexible.
W=17230 kg ; E= 2.1X106 kg/cm2
a) Si el elemento horizontal es infinitamente rígido
El primer paso es determinar en qué sistema (serie o paralelo) trabajan el conjunto de columnas, observando que
es un sistema en paralelo, conociendo entonces la fórmula para determinar su rigidez equivalente:
Ke= k1+k2+k3+k4
Ahora debemos determinar la rigidez para cada una de las columnas según su condición de apoyo, teniendo dos
casos:
Empotrada- empotrada por continuidad: k= (( )()()
)
Simplemente apoyada-empotrada por continuidad: k= (( )()()
)
Una vez analizado el sistema de columnas procedemos a calcular su rigidez equivalente:
Ke= (( )()()
)+󰇡( )()()
󰇢+󰇡( )()()
󰇢+(( )()()
)
Ke= (( )(.)(
)+󰇡( ).()
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Ke= 177.7306 + 3960.5713 + 61.5181 + 606.6667 = 4806.4867 kg/cm
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¡Descarga PORTICO RESUELTO POR HARDY CROSS. y más Ejercicios en PDF de Análisis Estructural solo en Docsity!

Problema propuesto en clase. - Calcule la frecuencia natural del movimiento horizontal del pórtico de acero de la

figura P1-4 en los siguientes casos:

a) Si el miembro horizontal es infinitamente rígido.

b) Si el miembro horizontal es flexible.

W=17230 kg ; E= 2.1X

6

kg/cm

2

a) Si el elemento horizontal es infinitamente rígido

El primer paso es determinar en qué sistema (serie o paralelo) trabajan el conjunto de columnas, observando que

es un sistema en paralelo, conociendo entonces la fórmula para determinar su rigidez equivalente:

Ke= k1+k2+k3+k

Ahora debemos determinar la rigidez para cada una de las columnas según su condición de apoyo, teniendo dos

casos:

 Empotrada- empotrada por continuidad: k= (

 Simplemente apoyada-empotrada por continuidad: k= (

Una vez analizado el sistema de columnas procedemos a calcular su rigidez equivalente:

Ke= (

Ke= (

Ke= 177.7306 + 3960.5713 + 61.5181 + 606.6667 = 4806.4867 kg/cm

Ya calculada la Ke, procedemos a calcular lo que el problema indica, en este caso la frecuencia natural, para la cual

tenemos la siguiente formula:

f=

Al observar la formula, encontramos que desconocemos la frecuencia del sistema (w), sabiendo que se puede

determinar con la siguiente formula:

w = ට

De aquí conocemos ke, y la masa la podemos determinar dado que el problema nos proporciona un peso (W),

teniendo entonces:

w = ට

273.3811 = 16.5342 rad/seg

Conociendo la frecuencia del sistema, podemos entonces determinar su frecuencia natural:

f=

= 2.6315 cps

b) Si el elemento horizontal es flexible

El primer paso es identificar los elementos que conforman la estructura, en este caso, tenemos 4 columnas, las

cuales enumeraremos de izquierda a derecha, es decir C-1, C-2, C-3 y C-4, asimismo, observamos que el marco

está compuesto por 3 vigas, que se enumeraran de la misma forma, es decir V-1, V-2 y V-2.

Una vez identificados todos los elementos procedemos a calcular la rigidez (r) y momento inducido (ME) de las

columnas, para este caso, las fórmulas para determinar estos valores variarán según las condiciones de apoyo,

encontrando los siguientes casos:

 Empotrada- empotrada por continuidad: r= (

) ; ME= (

 Simplemente apoyada-empotrada por continuidad: k= (

) ; ME= (

Tenemos entonces las siguientes condiciones por elemento:

C-1 y C-3 = Simplemente apoyada-empotrada por continuidad

C-2 y C-4 = Empotrada- empotrada por continuidad

Una vez efectuado el metodo, obtendremos los momentos finales en cada una de las columnas, con los cuales

podremos obtener la rigidez equivalente del sistema:

Ke=( (

))*E

Ke= ((

))*E

Ke= (0.000064674 cm + 0.001187158 cm + 0.000042902 cm + 0.000191804 cm)*E

Ke= (0.001486538 cm)(2.1x

6

kg/cm

2

) = 3121.7298 kg/cm

Ya calculada la Ke, procedemos a calcular lo que el problema indica, en este caso la frecuencia natural, para la cual

tenemos la siguiente formula:

f=

Al observar la formula, encontramos que desconocemos la frecuencia del sistema (w), sabiendo que se puede

determinar con la siguiente formula:

w =

De aquí conocemos ke, y la masa la podemos determinar dado que el problema nos proporciona un peso (W),

teniendo entonces:

w = ට

= √177.5563 = 13.325 rad/seg

Conociendo la frecuencia del sistema, podemos entonces determinar su frecuencia natural:

f=

= 4.2415 cps