REFLEXIÓN CONCEPTUAL BARRAS SOMETIDAS A ESFUERZOS AXILES

EJERCICIO Nº1

¿En que posición tienen que encontrarse las acciones activas y reactivas para que haya solicitación axil baricéntrica?

Las acciones reactivas y activas deben encontrarse normales a la sección, es decir perpendiculares a la sección. Además de actuar en el baricentro de la misma.

Indique en los gráficos cuales secciones están sometidas a solicitación axil baricentrica

Los ejemplos a) y e) Hay solicitaciones axiles y a que son perpendiculares a la sección y actúan en el baricentro de la misma.

EJERCICIO Nº2

Identificar en los siguientes ejemplos los elementos estructurales sometidos a solicitación axil

EJERCICIO Nº3

a) El ejemplo A (maciza) va a soportar mas compresión ya que tiene una mayor Área

FC= PU/AG todo esto tiene que ser igual menor al ɸ.Fcr del material. Con lo cual a menor AG menos dara el resultado que debe ser igual menor al ɸ.Fcr

b) El ejemplo A (hueca) va a soportar mas compresión ya que tiene una mayor Área

Sin embargo a primera vista puede parecer que el caso b) tenga mas área, si hacemos los cálculos de área, llegaremos a la conclusión de que el hueco tiene mas area.

FC= PU/AG todo esto tiene que ser igual menor al ɸ.Fcr del material. Con lo cual a menor AG menos dará el resultado que debe ser igual menor al ɸ.Fcr

EJERCICIO Nº4

Indique si es correcto

a) Si la sección aumenta a igual carga actuante la tensión de la pieza es mayor.

Es correcto, a mayor sección, mayor tensión.

b) El efecto de pandeo disminuye la capacidad portante de barras sometidas a la solicitación axil de tracción

Incorrecto. El efecto de pandeo se da en la compresión, en la tracción el efecto que se produce es la flexión. El efecto de pandeo disminuye la capacidad portante de barras sometidas a la solicitación axil de compresión.

c) El efecto de pandeo disminuye la capacidad portante de barras sometidas a solicitación axil de compresión

Correcto.

EJERCICIO Nº5

Indique para cada sección, cuál es el radio de giro en x y cual en y. Cuál es máximo y cuál el mínimo.

EJERCICIO Nº6

Indique ¿cuáles formas de sección transversal son más convenientes para piezas sometidas a solicitación axil de tracción? Fundamente

Las formas más convenientes son la a, la e y la d, ya que la esbeltez de la pieza es importante al momento de la solicitación a tracción, y funcionan mejor las piezas que poseen mayor sección sobre un eje.

EJERCICIO Nº7

Indique ¿cuáles formas de sección transversal son más convenientes para piezas sometidas a solicitación axil de compresión? Fundamente

Las formas más convenientes son la c y la d, por la continuidad estructural y poca esbeltez de la misma. A mayor esbeltez mayor es la posibilidad de que se produzca un pandeo, por lo tanto hay que elegir siempre las piezas más cortas.

EJERCICIO Nº8

Dadas dos barras largas de igual longitud, material y condiciones de vínculo, una sometida a solicitación axil de compresión y otra sometida a solicitación axil de tracción: ¿Cuál requiere mayor sección?

La barra que esté sometida a compresión deberá necesitar mayor sección, ya que de ser esta muy esbelta se produciría una deformación por pandeo, mientras que no posee este problema al ser solicitada a tracción, y resiste en mayor medida las deformaciones.

EJERCICIO Nº9

Dadas dos columnas de igual longitud, condiciones de vínculo e igual sección cuadrada hueca, una de madera y otro de acero, sometidas a solicitación axil de compresión: ¿Cuál soporta más carga?

Soportaría más carga la columna de acero, debido a que tiene mayor módulo de elasticidad y mayor resistencia a las deformaciones.

EJERCICIO Nº10

Indique que parámetros intervienen en la determinación de la esbeltez en una pieza comprimida

I máximo

I mínimo : para obtener el radio de giro mínimo

Área : para obtener el radio de giro mínimo

r máximo

r mínimo

Altura real : para obtener la luz de cálculo

Beta

Cp

Fórmula: Esbeltez = luz de cálculo/radio de giro mínimo

EJERCICIO Nº11

Indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta.

a) Aumenta la esbeltez

b) Aumenta su capacidad portante

c) Disminuye su capacidad portante

d) Disminuye la esbeltez

REFLEXIÓN CONCEPTUAL CONJUNTO

DE BARRAS

EJERCICIO Nº12

Indique para cada caso la formula con la que tiene que trabajar para resolver el problema. Cuál es la incógnita a despejar y cuáles son los datos que se necesitan para resolver.

a) Dimensionamiento de piezas solicitadas a tracción.

Datos necesarios: -N u (carga axil última) (KN)

-Material elegido F`t (KN/Cm2)

-Coeficiente de minoración Ø

-Forma de la sección

Incógnita: Área necesaria: A (Cm)

Calculo de la sección normal.

A = N u / Ø x F`t

b) Alargamiento total de la pieza L (Cm)

▲L (Cm) se opera con la carga de servicio

Datos necesarios: - L (largo inicial) (Cm)

- N (carga de servicio) (KN)

- E (elasticidad del material) (KN/Cm2)

- A real (Cm2)

Incógnita: ▲L (Cm) (diferencia entre largo inicial y final)

Formula: ▲L = L (Cm) x N (KN) / E (KN/Cm2) x A real (Cm2) < ▲L adm.

c) Dimensionamiento de piezas solicitadas a compresión simple

Datos necesarios: -N u (carga axil última) (KN)

-Material elegido F`c (KN/Cm2)

-Coeficiente de minoración Ø

-Forma de la sección

Incógnita: Área necesaria: A (Cm)

Formula: A = N u / Ø x F`c

d) Dimensionamiento de piezas solicitadas a compresión con pandeo

Datos necesarios: - Carga Nu (KN)

- Luz de cálculo L c (cm)

- Tensión Fy= 23,5 (KN/cm2)

- Coeficiente de minoración de solicitación Ø = 0.85

- Radio de giro puede ser dato o no

Si no se conoce el radio de giro tampoco se puede saber la esbeltez

El criterio que se utiliza es predimensionar la sección y luego verificarla.

Para ello se toma una esbeltez para acero entre 100 y 120, y para madera entre 50 y 70.

Con la esbeltez adoptada:

r mln (cm) = Lc (cm) / esbeltez adoptada

Se toma una sección de la tabla que tenga un radio de giro mayor al obtenido

Con el área real se calcula la esbeltez real:

Esbeltez real = Lc (cm) / r mln real (cm)

e) Obtención de la carga máxima:

Datos necesarios: - Características geométricas A (Área) (Cm2)

- Inercia mínima (I min) (Cm4)

- Largo de la pieza (L) (Cm)

- Tensión del material Fy

- Coeficiente de minoración Ø

La incógnita: Tensión crítica (Fcr)

Ø x Fcr (KN/Cm2) x A (Cm2) > N u (KN)

Se calcula el radio de giro minimo

Se obtiene la esbeltez y la expresión Ø x Fcr

Y obtenemos N u :

N u = Ø x Fcr x A

f) Verificación de la sección de un elemento estructural

Ø x Fcr (KN/Cm2) x A (Cm2) > N u (KN)

Si se cumple se verifica

EJERCICIO Nº13

Indique cuales respuestas son correctas:

Las hipótesis de organización de un sistema de reticulados son:

a) Solo usar barras de ejes rectos

b) Cargas actuantes en los apoyos

c) Cargas actuantes en el centro de las barras

d) Las barras estén inclinadas

e) Solo usar los nudos articulados

f) Que no haya barras verticales

g) Las barras pueden tener ejes curvos

h) Forma triangular entre barras

i) Los nudos sean rígidos

EJERCICIO Nº14

Indique que relación se debe cumplir entre la cantidad de barras y nudos de un reticulado para que sea rígido e isostático.

a) Nudos = N° de barras

b) Nudos x2 = N° de barras

c) Barras x 2 = nudos

d) Nudos x2 – 3 = barras