cap-ii-ae-ii.pdf

62
LÍNEAS DE INFLUENCIA EN ESTRUCTURAS ISOSTÁTICAS... Continuación ! Líneas de Influencia para Trabes ! Líneas de Influencia para Reacciones ! Líneas de Influencia para Cortantes ! Líneas de Influencia para Momentos Flectores ! Valores Máximos ! Líneas de Influencia para Armaduras ! Líneas de Influencia para Reacciones ! Líneas de Influencia para la Carga Axial ! Valores Máximos

Upload: miguel-vladimir-cauti-cordova

Post on 15-Jan-2016

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Cap-II-AE-II.pdf

LÍNEAS DE INFLUENCIA EN ESTRUCTURASISOSTÁTICAS... Continuación

! Líneas de Influencia para Trabes! Líneas de Influencia para Reacciones! Líneas de Influencia para Cortantes! Líneas de Influencia para Momentos Flectores! Valores Máximos! Líneas de Influencia para Armaduras! Líneas de Influencia para Reacciones! Líneas de Influencia para la Carga Axial! Valores Máximos

Page 2: Cap-II-AE-II.pdf

A B C D EFGH

(b/L)P1 (a/L)P1 P2

P1

a b

P2

L

A B

P1

D

P2

A

B C D

FGH

Línea de Influencia para Trabes� Fuerzas aplicadas a la Trabe

Page 3: Cap-II-AE-II.pdf

A FGH

1

0.5 0.5

RGRH

RH

1

� Reacción

Page 4: Cap-II-AE-II.pdf

A

FGH

RG

1

0.5 0.5

RG

11

RH

Page 5: Cap-II-AE-II.pdf

A

FGH

La b b b

1

0.5 0.5

1

1

VC

VC

VCx

2b/L

-(a+b)/L

1

C

� Cortante

Page 6: Cap-II-AE-II.pdf

A

FGH

L

VCD

VCD

1

0.5 0.5

1

0.5 0.5

VCD x

-a/L

b/L

a b

Page 7: Cap-II-AE-II.pdf

A

C

FGH

L

a b

ab/L

1

0.5 0.5

MCx

1

1

MCMC

C

� Momento Flector

Page 8: Cap-II-AE-II.pdf

A

B C D E

FGH

L

MFx

1

0.5 0.5

1

0.5 0.5

MFMF

a b

ab/L

Page 9: Cap-II-AE-II.pdf

1.5 m 1.5 m

A

C D

HF

3 m 3 m 3 m 3 m

G

Ejemplo 1

Dibujar las líneas de influencia para:- Las Reacciones RG y RF- Cortante VCD- Los Momentos Flectores MC y MH

Page 10: Cap-II-AE-II.pdf

1

RG

x

RG

1.333

0.6670.333

1.5 m 1.5 m

A HF

3 m 3 m 3 m 3 m G

Page 11: Cap-II-AE-II.pdf

RF

x

RF

10.667

0.333

-0.333

1.5 m 1.5 m

A HF

3 m 3 m 3 m 3 m G

Page 12: Cap-II-AE-II.pdf

1.5 m 1.5 m

A HF

3 m 3 m 3 m 3 m G

VCD

x

VCD

VCD

1

0.5 0.5

4.5/9

-4.5/9

0.333

-0.333

0.333

C D

Page 13: Cap-II-AE-II.pdf

1.5 m 1.5 m

A HF

3 m 3 m 3 m 3 m G

MCMC

1

1

MC

x

(3)(6)/9 = 2

-2

1

C

Page 14: Cap-II-AE-II.pdf

MHMH

1

0.5 0.5

MH

x

(4.5)(4.5)/9 = 2.25

1.51.5

-1.5

1.5 m 1.5 m

A HF

3 m 3 m 3 m 3 m G

Page 15: Cap-II-AE-II.pdf

2 m

AGB

6 @ 4 m = 24 m

C D E FH

Ejemplo 2

Dibujar las líneas de influencia para la trabe:- Las reacciones en C y G- Cortante en E y H- Momento Flector en H

Page 16: Cap-II-AE-II.pdf

RC

RC

10.75 0.50 0.25

1.25

AGB

6 @ 4 m = 24 m

C D E FH

2 m

SOLUCIÓN

Page 17: Cap-II-AE-II.pdf

AGB

6 @ 4 m = 24 m

C D E FH

2 m

RG

RG

1

1

10.25 0.50

0.75

-0.25

Page 18: Cap-II-AE-II.pdf

AGB

6 @ 4 m = 24 m

C D E FH

2 m

VE

1

1

1

1

VE

VE

8/16 = 0.5

-8/16 = 0.5-0.25

0.250.25

8 m 8 m

Page 19: Cap-II-AE-II.pdf

AGB

6 @ 4 m = 24 m

C D E FH

2 m

6/16 = 0.375

-10/16 = 0.625

VH

1

1

VH

VH

1

0.5 0.5

-0.25

0.250.25

-0.50

10 m 6 m

Page 20: Cap-II-AE-II.pdf

AGB

6 @ 4 m = 24 m

C D E FH

2 m

MH

1

1

1

0.5 0.5

MHMH

(10)(6)/16 = 3.75

1.50 2.50

-1.50

3

10 m 6 m

Page 21: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

FGH

Ejemplo 3

Dibujar las líneas de influencia para:- Reacciones RG y RH- Cortantes VC y VCD- Momentos Flectores MC, MD y MF

Y determine los valores máximos para:- Reacciones (RG)max y (RH)max- Cortante (VCD)max

Debido a:- Una carga muerta uniforme de 2 kN/m- Una carga viva uniforme de 5 kN/m- Una carga viva concentrada de 50 kN

Page 22: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

FGH

RG

1

0.5 0.5

10/146/14

2/141/14

RG

11

RH

Page 23: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

E

FGH

1

0.5 0.5

RGRH

RH

1 12/148/14

4/146/14

Page 24: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

FGH

VC

VC

1

0.5 0.5

VCx

8/14

-6/14

1

1

1

-2/14

4/14

-1/14

Page 25: Cap-II-AE-II.pdf

-8/14

6/14

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

FGH

VF

VF

1

0.5 0.5

1

0.5 0.5

VCD x-1/14 -2/14

-6/14

4/14

Page 26: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

FGH

(6)(8)/14 = 3.43

1

0.5 0.5

MCx

(4/8)(3.43)(2/6)(3.43)

1

1

MCMC

Page 27: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

E

FGH

1

0.5 0.5

1

1

MD x

(10)(4)/14 = 2.86(6/10)(2.86)(2/10)(2.86)

MDMD

Page 28: Cap-II-AE-II.pdf

(8)(6)/14=3.428

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D

FGH

MFx

1

0.5 0.5

1

0.5 0.5

2.2852.5710.8570.429

MFMF

Page 29: Cap-II-AE-II.pdf

[0.5×4 (2/14)] + [(0.5)(2/14 + 1)(12) = 7.143RG

110/14

6/142/14

1/14

2 kN/m5 kN/m

50 kN

(RG)max = (2)(7.143) + (5)(7.143) + (50)(1)

= 100 kN

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D E

FGH

Reacción Máxima

Page 30: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D E

FGH

(0.5)(16)(12/14) = 6.857RH

12/148/14

4/146/14

2 kN/m5 kN/m

50 kN

(RH)max = (2)(6.857) + (5)(6.857) + (50)(12/14)

= 90.86 kN

Reacción Máxima

Page 31: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 4 m 4 m 4 m

2 m 2 m

A

B C D E

FGH

+ (0.5)(5.6)(4/14) = + 0.8

-[0.5(4)(2/14) + 0.5(2/14) + (6/14)(4) + 0.5(2.4)(6/14)] = -1.943

2.4 mVCD

-1/14 -2/14-6/14

4/14

2 kN/m

5 kN/m50 kN

(VCD)max = (2)(-1.943 + 0.8) (5)(-1.943) + (50)(-6/14)

= -33.43 kN

C D

Cortante Máximo

Page 32: Cap-II-AE-II.pdf

2 m 2 m 2 m 2 m 2 m

A B E C D

Tarea

Dibujar las líneas de influencia par:- Las reacciones de los apoyos A y D- La cortante y el momento flector en E- El momento flector en B y C .

Page 33: Cap-II-AE-II.pdf

RA

x

1

RE

x

1

(3/4)(2/4)

(1/4)

(2/4)(3/4)

(1/4)

AB C

E

GH

D

F

4 @ x m

h

Línea de Influencia para Armaduras

Page 34: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

D

F

4 @ x m

h

1 kN

FCB

RE

FGB

FGH

FBC x

(2x/h)(1/4)

+ ΣMG = 0:

0)()2( =− hFxR BCE

EBC RhxF 2

=

RE

x

1 (2/4)

(3/4)

(1/4)

Considerar la sección a la derecha

Page 35: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

D

F

4 @ x m

h

1 kN

FBC

RA

FBG

+ ΣMG = 0:

0)2()( =− xRhF ABC

ABC RhxF 2

=

FBC x

(2x/h)(1/4)

RA

x

1 (3/4)

(2/4)(1/4)

(2x/h)(1/4)

(2x/h)(2/4)

Considere la sección a la izquierdaFHG

Page 36: Cap-II-AE-II.pdf

4 kN 1.5 kN2 m

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

Ejemplo 4

Determinar la fuerza máxima desarrollada enlos miembros BC, BG y CG de la armaduradebido a las cargas de las ruedas del vehículo.Suponga que las cargas se aplican directamentea la armadura.Vehículo

Page 37: Cap-II-AE-II.pdf

RA

x

1 0.75

0.50.25

RE

x

0.50.75

0.25

1

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

SOLUCIÓN

Page 38: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m1 kN

FBC = (6/4) RE = 1.5 RE

FCB

RE

FGB

FGH

RE

x

0.50.75

0.25

1

FBC x

1.5(0.25) = 0.375

+ ΣMG = 0:

Considerar la sección de la derechaLínea de Inluencia de FBC

Page 39: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

0.375

1.5(0.5) = 0.75

1 kN

FBC

RA

FBG

RA

x

1 0.75

0.50.25

FBC = 1.5 RA

FBC

x

0.375

+ ΣMG = 0:

Considerar la sección de la izquierdaFHG

Page 40: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

RE

x

0.50.75

0.25

1

1 kN

ΣFy = 0 ;

FBG cos θ = RE

FGH

FGB

FCB

RE

θ

FBG = 1.25 RE

FBG (4/5) = RE1.25(0.25) = 0.3125

FBG x

Línea de Inffluencia para FBGConsiderar la sección de la derecha

Page 41: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m1 kN

ΣFy = 0 ;

FBG cos θ + RA = 0RA

x

1 0.75

0.50.25

FHG

FBC

RA

FBGθ

0.3125

FBG x

FBG = -1.25 RA

FBG (4/5) = -RA

-0.3125-1.25(0.5) = -0.625

Considerar la sección de la izquierda

Page 42: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

FCG x

1 kN

0

1 kN

0

Línea de Influencia para FCG

Page 43: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

FCG x

1 kN

1

1

Page 44: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

(FBC)max = (4)(0.75) + (1.5)(0.5)

= 3.75 kN (T)

0.375

0.75FBC

x

0.375

4 kN 1.5 kN2 m

0.5

(FBC)máx por las cargas del vehículo

Page 45: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

(FBG)max = (4)(-0.625) + (1.5)(-0.417) = -3.126 kN (C)

FBG x

-0.3125

0.3125

-0.625

4 kN 1.5 kN2 m

-0.417

(FBG)máx por cargas del vehículo

Page 46: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

GH

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

FCG x

1

0.333

(FCG)max = (4)(1) + (1.5)(0.333) = 4.50 kN (T)

4 kN 1.5 kN2 m

(FCG)máx por cargas del vehículo

Page 47: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

GJ

Ejemplo 5

Dibujar las líneas de influencia de FBC , FBH y FCH.

Page 48: Cap-II-AE-II.pdf

RA

x

1 0.75

0.50.25

RE

x

0.50.75

0.25

1

AB C

E

HI

4 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

GJSOLUCIÓN

Page 49: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

G

3 m 3 m 3 m 3 m

FJ

1 kN

FBC = (6/4) RE = 1.5 RE

FCB

RE

FHB

FHI

RE

x

0.50.75

0.25

1

FBC x

1.5(0.25) = 0.375

+ ΣMH = 0:

Línea de Influencia de FBCConsiderar la sección de la derecha

Page 50: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

G

3 m 3 m 3 m 3 m

FJ

0.375

1.5(0.5) = 0.75

1 kN

FBC

RA

FBH

RA

x

1 0.75

0.50.25

FBC = 1.5 RA

FBC

x

0.375

+ ΣMH = 0:

Considerar la sección de la izquierdaFHI

Page 51: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

G

3 m 3 m 3 m 3 m

FJ

RE

x

0.50.75

0.25

1

1 kN

ΣFy = 0 ;

FBH cos θ = RE

FHI

FBH

FCB

RE

θ

FBH = 1.25 RE

FBH (4/5) = RE1.25(0.25) = 0.3125

FBH x

Línea de Influencia de FBHConsiderar la sección de la derecha

Page 52: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

G

3 m 3 m 3 m 3 m

FJ

1 kN

ΣFy = 0 ;

FBH cos θ + RA = 0RA

x

1 0.75

0.50.25

FHI

FBC

RA

FBHθ

0.3125

FBH x

FBH = -1.25 RA

FBH (4/5) = -RA

-0.3125-1.25(0.5) = -0.625

Considerar la sección de la izquierda

Page 53: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

G

3 m 3 m 3 m 3 m

FJ

FCH x

1 kN

FGH

FCH

FCB

RE

x

0.50.75

0.25

1

REΣFy = 0 ;FCH = -RE

-0.25

Línea de Influencia de FCH

Page 54: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

HI

4 m

D

G

3 m 3 m 3 m 3 m

FJ

FCH x

1 kN

FGH

FCH

FCBRA

ΣFy = 0 ;FCH = RA

-0.25

RA

x

1 0.75

0.50.25

0.50.25

Page 55: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

Ejemplo 6

Dibujar las líneas de influencia para FBC , FBG y FHG.

Page 56: Cap-II-AE-II.pdf

RA

x

1 0.75

0.50.25

RE

x

0.50.75

0.25

1

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

SOLUCIÓN

Page 57: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

1 kN

FBC = (6/4.5) RE = 1.33 RE

RE

x

0.50.75

0.25

1

FBC x

1.33(0.25) = 0.333

+ ΣMG = 0:

RE

FBC

FBG

FHGLínea de Influencia de FBC

Considerar la sección de la derecha

Page 58: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

1 kN

FBC = (6/4.5) RA = 1.33 RA

FBC x

1.33(0.25) = 0.333

+ ΣMG = 0:

RA

RA

x

1 0.75

0.50.25

FBC

FBG

FHG

1.33(0.5) = 0.667

1.33(0.25) = 0.333

Considerar la sección de la izquierda

Page 59: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

1 kN

RE

x

0.50.75

0.25

1

FHG x

+ ΣMB = 0:

RE

FBC

FBG

FHG

26.57o

(FHG cos 26.57)(3) = -9REFHG = -3.35RE

-3.35(0.25) = -0.84

Considerar la sección de la derechaLínea de Influencia de FHG

Page 60: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

1 kN

RA

RA

x

1 0.75

0.50.25

FBC

FBG

FHG

FHG x

-0.84

+ ΣMB = 0:

(FHG cos 26.57)(3) = -3RAFHG = -1.12RA

-1.12(0.5) = -0.56-1.12(0.25) = -0.28

Considerar la sección de la izquierda

Page 61: Cap-II-AE-II.pdf

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

1 kN

RE

x

0.50.75

0.25

1

FBG x

RE

FBC

FBG

FHG

26.57o

FHG x

-0.84-0.56

-0.28

33.69o

1.2(0.25)-0.54(-0.84) = 0.75

Línea de Influencia de FBGConsiderar la sección de la derecha

+ ΣFy = 0:

-FBG cos 33.69- FHGsen26.57 + RE = 0FHG = +1.2RE - 0.54 FHG

Page 62: Cap-II-AE-II.pdf

FHG x

-0.84-0.56

-0.28

AB C

E

G

H

3 m

D

F

3 m 3 m 3 m 3 m

1.5 m

1 kN

RA

FBC

FBG

FHG

RA

x

1 0.75

0.50.25

FBG x

0.75

-1.2(0. 5)-0.54(-0.56) = -0.30 -1.2(0. 25)-0.54(-0.28) = -0.15

Considerar la sección de la izquierda

+ ΣFy = 0:

RA + FBG cos33.69+ FHG sen 26.57 = 0

FBG = -1.2RA - 0.54FHG