Foros de SóloIngeniería

- 29 Ene 2014, 19:12 #334281

Buenas tardes a tod@s!!!
Antes de nada pido disculpas por el tochacho que acabo de poner

Abro este nuevo tema para ver si me podéis echar una mano con este problemilla de cálculo de barras.


Lo que me pide es lo siguiente:

1. Calcular las reacciones en el apoyo, necesarias para el dimensionamiento de la cimentación.
2. Dibujar los diagramas de esfuerzos para cada barra y para la estructura completa.
3. Comprobar el equilibrio de fuerzas y momentos en el nudo B.

Yo en el cálculo de barras, calculo las barras normales como puede ser una barra voladizo o con dos apoyos...., pero en este caso al ver una barra vertical y otra horizontal con un nudo que debo calcular su equilibrio....ahí ya me pierdo.

Lo que no se si se puede hacer de la forma que os voy a comentar....a ve si está bien planteado o no




Si yo separo ambas barras y las calculo por separado tal cual está en el dibujo.....estaría bien?

Gracias de antemano!!
Saludos!!!

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- 29 Ene 2014, 20:45 #334287

Buenas tardes a tod@s!!!
Antes de nada pido disculpas por el tochacho que acabo de poner

Abro este nuevo tema para ver si me podéis echar una mano con este problemilla de cálculo de barras.


Lo que me pide es lo siguiente:

1. Calcular las reacciones en el apoyo, necesarias para el dimensionamiento de la cimentación.
2. Dibujar los diagramas de esfuerzos para cada barra y para la estructura completa.
3. Comprobar el equilibrio de fuerzas y momentos en el nudo B.

Yo en el cálculo de barras, calculo las barras normales como puede ser una barra voladizo o con dos apoyos...., pero en este caso al ver una barra vertical y otra horizontal con un nudo que debo calcular su equilibrio....ahí ya me pierdo.

Lo que no se si se puede hacer de la forma que os voy a comentar....a ve si está bien planteado o no




Si yo separo ambas barras y las calculo por separado tal cual está en el dibujo.....estaría bien?

Gracias de antemano!!
Saludos!!!

NO.

La barra horizontal individualizada, no la tienes equilibrada.

Pones dos fuerzas opuestas en los extremos que tienden a crear un giro en el sentido del reloj y ninguna reacción al respecto para que no ocurra. Obvias por tanto la influencia de esta reacción en la barra vertical.

Pones una fuerza horizontal en uno de los extremos que tiende a desplazar la barra hacia la derecha, lo que implicaría una reacción al respecto para que no ocurra.

Para empezar, deberías representar la sustentación de dicha barra horizontal, para poder empezar la casa (el análisis de la misma) por los cimientos.

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- 29 Ene 2014, 22:58 #334290

La simplificacion esta mal a todas luces, para un problema relativamente sencillo. No veo por ningun lado momentos, ni simplificaciones correctas de cargas.
Primero de todo hay que plantear el problema correctamente.

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Ser ingeniero no es solo una profesión, sino una actitud.....se ingeniero My Friend...

"Se busca gato, vivo o muerto......Fdo. Schrödinger"

- 29 Ene 2014, 23:38 #334291

Es lo que has pintado, con matices:

Las fuerzas que "te has inventado"* tendrán que ser iguales y de sentido opuesto en ambas barras.
Como te han comentado, te faltan los momentos.
Puedes calcular las reacciones en el empotramiento, y lo tienes que hacer antes de cortar la estructura.
El tramo vertical, píntalo vertical en tu representación, te ayudará a evitar errores tontos con la dirección de las fuerzas.

*No te las has inventado, estás cortando la estructura por un punto y hallando reacciones.

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¿Qué?

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Cacahué

- 30 Ene 2014, 10:10 #334299

Buenos días!!

Antes de nada daros las gracias por la ayuda que me estais dando para resolver este problema

Bueno creo que me he dado cuenta de mis fallos, os adjunto la resolución de lo que tengo hasta ahora:

Primero he calculado los apoyos de la siguiente manera.


Y luego he calculado cada barra.


La cuestión es que cuando voy a calcular el momento flector de la barra vertical......me veo que no se como realizar ese momento

Gracias y un saludo


PD: Los datos del problema que estoy utilizando son: h=2m , L= 0,8m , q=1500N/m , P=3000N

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- 30 Ene 2014, 13:20 #334315

El cortante en el pilar está mal calculado. ¿dónde está la reacción horizontal en el empotramiento? ponla porque entra en el equilibrio. si pones la referencia de x desde el empotramiento, ¿por qué luego tomas (x-2)? sería V=3000-1500x
Para calcular el momento corta la barra en x y coloca un M a calcular y toma momentos en ese punto. Ten en cuenta las reacciones en el empotramiento para hacer el equilibrio (el axil como es lógico no colaborará). Mz=5400-3000x+1500x^2/2
Como comprobación, el momento en el nudo a 90º, al ser rígido, debe salirte igual calculado desde el pilar y desde la barra horizontal ya que lo exige el equilibrio.

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- 30 Ene 2014, 18:30 #334346

El cortante en el pilar está mal calculado. ¿dónde está la reacción horizontal en el empotramiento? ponla porque entra en el equilibrio. si pones la referencia de x desde el empotramiento, ¿por qué luego tomas (x-2)? sería V=3000-1500x
Para calcular el momento corta la barra en x y coloca un M a calcular y toma momentos en ese punto. Ten en cuenta las reacciones en el empotramiento para hacer el equilibrio (el axil como es lógico no colaborará). Mz=5400-3000x+1500x^2/2
Como comprobación, el momento en el nudo a 90º, al ser rígido, debe salirte igual calculado desde el pilar y desde la barra horizontal ya que lo exige el equilibrio.

Muchas gracias por vuestras respuestas!!!, me estais ayudando muchísimo!!!

Bueno....he realizado la corrección y también he comprobado los esfuerzos y momentos en el nudo B.....y me da perfecto!!!

Ahora tengo otra cuestión.......de este mismo problema tengo que orientar adecuadamente la sección de cada barra para que las tensiones de flexión sean mínimas (y me pregunta que si coincide con la dibujada en el enunciado)


Antes de nada he realizado todos los diagramas, y debo elegir la sección crítica. Como todas las barras tienen la misma sección pues....tengo que mirar cual tiene mayor momento flector, por lo cual....la sección crítica estaría en la barra AB ("en el empotramiento")



BARRA AB

Normal (N)
∑Fx = 0
Nx= -3000 N


Cortante (V)
∑Fy = 0
Vy= 3000-1500x

Momento flector (M)
∑M = 0
Mz= 5400-3000x+ (1500x2)/2


Con esto ahora debo orientar convenientemente, de forma que tenga la máxima inercia en el plano de flexón
A partir de ahí no se como meterle mano

Gracias y un saludo

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- 30 Ene 2014, 19:22 #334349

Las barras están bien orientadas como están dibujadas. Prueba a girar 90º el perfil y verás simplemente por intuición que no es la forma adecuada de resistir los esfuerzos. Esto se debe a que los momentos de inercia son diferentes según cada eje. Es mucho mayor según el eje paralelo a las alas por el centro de gravedad que según el eje del alma, por tanto resiste mucho mejor los momentos que tienen esa dirección. Por cierto, mucho ojo con esos ejes generales que tienes el dibujo que son diferentes de los usados a nivel de sección y que suelen ser tal y como tienes además calculados tus esfuerzos, el eje y en la dirección del alma, el z el perpendicular y por tanto paralelo a las alas, y el x según la directriz de la pieza (axiles en x).
No si si tienes que calcular tensión máxima y en qué nivel de conocimientos estáis, pero el axil y el cortante también ayudan a incrementarla

Última edición por estigia76 el 30 Ene 2014, 19:27, editado 1 vez en total

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- 30 Ene 2014, 19:24 #334350

ah, y las sección de pilar y viga parecen distintos en el dibujo, aunque parece que se te da una única sección para los dos elementos

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- 30 Ene 2014, 19:54 #334353

Las barras están bien orientadas como están dibujadas. Prueba a girar 90º el perfil y verás simplemente por intuición que no es la forma adecuada de resistir los esfuerzos. Esto se debe a que los momentos de inercia son diferentes según cada eje. Es mucho mayor según el eje paralelo a las alas por el centro de gravedad que según el eje del alma, por tanto resiste mucho mejor los momentos que tienen esa dirección. Por cierto, mucho ojo con esos ejes generales que tienes el dibujo que son diferentes de los usados a nivel de sección y que suelen ser tal y como tienes además calculados tus esfuerzos, el eje y en la dirección del alma, el z el perpendicular y por tanto paralelo a las alas, y el x según la directriz de la pieza (axiles en x).
No si si tienes que calcular tensión máxima y en qué nivel de conocimientos estáis, pero el axil y el cortante también ayudan a incrementarla

ah, y las sección de pilar y viga parecen distintos en el dibujo, aunque parece que se te da una única sección para los dos elementos

Buenas tardes!!!

pues mira...la sección aunque parezcan diferentes, son iguales, ya que me lo especifican en el enunciado.
Por otro lado entiendo tu explicacion, y como bien dices por pura lógica se ve que están bien otrientadas, pero debo realizar un diagrama para poder corroborar que están bien orientadas la sección de cada barra para que las tensiones de flexión sean mínimas......adjunto un diagrama "parecido" al que tengo que realizar....



El nivel que me exigen la verdad que es muy elevado "nivel máster" y la verdad es que no soy mecánico y me cuesta un poco
También debo calcular las tensiones normales, tangenciales y verificar si la sección plastifica (según Treska con coeficiente de seg de 1,5)

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- 30 Ene 2014, 20:31 #334356

Pues lo tienes prácticamente. la tension uniforme corresponde al axil (N/A), y la segunda al flector (M/W), que deberás sumar vectorialmente
Si quieres las tangenciales, son función del cortante y en este tipo de sección son máximas en el centro y mínimas en los extremos. Mira por ahí en algún libro, ya que el punto mas problemático suele ser el entronque ala-alma
Luego confirmar con el criterio de Tresca (que ahora mismo no recuerdo) si la sección resiste, para o cual deberás emplear el límite elástico del material (que supongo te habrán dado) como comparación

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