mm tarea 9 problemario general1

16
I PROBLEMAS 2.1 Dos marcas de calibración se colocan a una separación exacta de 250 rnm en una varilla de aluminio que tiene. un diámetro de 12 rnm. Si se sabe que al apli- car una carga axial de 6 000 N sobre la varilla, la distancia entre las marcas de cali- oración es de 250.18 mm, determine el módulo de elasticidad del aluminio usado en la varilla. 2.2 Una varilla de poliestireno de 12 in. de longitud y 0.5 in. de diámetro se somete a una carga de tensión de 800 lb. Si se sabe que E = 0.45 X 10 6 psi, deter- mine a) la elongación de la varilla, b) el esfuerzo normal en la varilla. 2.3 Un alambre de acero de 60 m de largo se sujeta a una carga de tensión de . Si se sabe que E = 200 GPa y que la longitud del alambre aumenta 48 rnm, termine a) el diámetro mínimo que puede seleccionarse para el alambre, b) el es- - erzo normal correspondiente. 2.4 Un alambre de acero de 28 ft de longitud y 0.25 in. de diámetro será em- eado en un gancho. Se observa que el alambre se estira 0.45 in. cuando se le aplica a fuerza P de tensión. Si se sabe que E = 29 X 10 6 psi, determine a) la magnitud la fuerza P, b) el esfuerzo normal correspondiente en el alambre. 2.5 Un tubo de hierro fundido se usa para soportar una carga de compresión. i se sabe que E = 69 GPa y que el cambio permisible máximo en longitud es de ,025%, determine a) el esfuerzo normal máximo en el tubo, b) el grosor de pared zaínimo para una carga de 7.2 kN si el diámetro exterior del tubo es de 50 rnm. 2.6 Una varilla de control de latón amarillo no debe estirarse más de 3 mm mando la tensión en el alambre es de 4 kN. Si se sabe que E = 105 GPa y que el , irno esfuerzo normal permisible es de 180 MPa, determine a) el diámetro mí- o que puede seleccionarse para la varilla, b) la longitud máxima correspondiente la varilla. 2.7 Dos marcas de calibración se colocan a una separación exacta de 10 in. en varilla de aluminio, que tiene un diámetro de ~in., con E = 10.1 X 10 6 Yuna re- istencia última de 16 ksi. Si se sabe que la distancia entre las marcas de calibración de 10.009 in. después de que se aplica una carga, determine a) el esfuerzo en la -:arilla, b) el factor de seguridad. 2.8 Un alambre de 80 m de largo y 5 rnm de diámetro está hecho de un acero E = 200 GPa y una resistencia última a la tensión de 400 MPa. Si se desea un tor de seguridad de 3.2, determine a) la tensión máxima permisible en el alambre, la elongación correspondiente del alambre. 2.9 Un bloque de 250 rnm de longitud y de 50 X 40 rnm de sección trans- al debe soportar una carga centrada a compresión P. El material que se emple- , es un bronce para el que E = 95 GPa. Determine la carga máxima que puede licarse, si se sabe que el esfuerzo normal no debe exceder 80 MPa y que el de- cremento en longitud del bloque debe ser, cuanto mucho, de 0.12% de su longitud iginal. 65

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Page 1: Mm Tarea 9 Problemario General1

I PROBLEMAS

2.1 Dos marcas de calibración se colocan a una separación exacta de 250 rnmen una varilla de aluminio que tiene. un diámetro de 12 rnm. Si se sabe que al apli-car una carga axial de 6 000 N sobre la varilla, la distancia entre las marcas de cali-oración es de 250.18 mm, determine el módulo de elasticidad del aluminio usado enla varilla.

2.2 Una varilla de poliestireno de 12 in. de longitud y 0.5 in. de diámetro sesomete a una carga de tensión de 800 lb. Si se sabe que E = 0.45 X 106 psi, deter-mine a) la elongación de la varilla, b) el esfuerzo normal en la varilla.

2.3 Un alambre de acero de 60 m de largo se sujeta a una carga de tensión de. Si se sabe que E = 200 GPa y que la longitud del alambre aumenta 48 rnm,

termine a) el diámetro mínimo que puede seleccionarse para el alambre, b) el es-- erzo normal correspondiente.

2.4 Un alambre de acero de 28 ft de longitud y 0.25 in. de diámetro será em-eado en un gancho. Se observa que el alambre se estira 0.45 in. cuando se le aplicaa fuerza P de tensión. Si se sabe que E = 29 X 106 psi, determine a) la magnitudla fuerza P, b) el esfuerzo normal correspondiente en el alambre.

2.5 Un tubo de hierro fundido se usa para soportar una carga de compresión.i se sabe que E = 69 GPa y que el cambio permisible máximo en longitud es de,025%, determine a) el esfuerzo normal máximo en el tubo, b) el grosor de pared

zaínimo para una carga de 7.2 kN si el diámetro exterior del tubo es de 50 rnm.

2.6 Una varilla de control de latón amarillo no debe estirarse más de 3 mmmando la tensión en el alambre es de 4 kN. Si se sabe que E = 105 GPa y que el, irno esfuerzo normal permisible es de 180 MPa, determine a) el diámetro mí-o que puede seleccionarse para la varilla, b) la longitud máxima correspondientela varilla.

2.7 Dos marcas de calibración se colocan a una separación exacta de 10 in. envarilla de aluminio, que tiene un diámetro de ~ in., con E = 10.1 X 106 Yuna re-

istencia última de 16 ksi. Si se sabe que la distancia entre las marcas de calibraciónde 10.009 in. después de que se aplica una carga, determine a) el esfuerzo en la

-:arilla, b) el factor de seguridad.

2.8 Un alambre de 80 m de largo y 5 rnm de diámetro está hecho de un aceroE = 200 GPa y una resistencia última a la tensión de 400 MPa. Si se desea un

tor de seguridad de 3.2, determine a) la tensión máxima permisible en el alambre,la elongación correspondiente del alambre.

2.9 Un bloque de 250 rnm de longitud y de 50 X 40 rnm de sección trans-al debe soportar una carga centrada a compresión P. El material que se emple-

, es un bronce para el que E = 95 GPa. Determine la carga máxima que puedelicarse, si se sabe que el esfuerzo normal no debe exceder 80 MPa y que el de-

cremento en longitud del bloque debe ser, cuanto mucho, de 0.12% de su longitudiginal.

65

Page 2: Mm Tarea 9 Problemario General1

66 Esfuerzo y deformación. Carga rodal 2.10 Una varilla de aluminio de 1.5 m de largo no debe estirarse más de 1 mmy el esfuerzo normal no debe exceder los 40 MPa cuando la varilla está sujeta a unacarga axial de 3 kN. Si se sabe que E = 70 GPa, determine el diámetro requeridopara la varilla.

2.11 Una varilla de control de aluminio debe estirarse 0.08 in. cuando se leaplique una carga de tensión de 500 lb. Si se sabe que (Tperm = 22 ksi y E = 10.1 X106 psi, determine el menor diámetro y la longitud más corta que puede seleccionarsepara la varilla.

2.12 Una barra cuadrada de aluminio no debe estirarse más de lA mm cuandose someta a una carga de tensión. Si se sabe que E = 70 GPa y que el esfuerzo per-misible a tensión es de 120 MPa, determine a) la longitud máxima permisible de labarra, b) las dimensiones requeridas para la sección transversal si la carga de tensiónes de 28 kN.

2.13 La varilla BD está hecha de acero (E = 29 x 106 psi) y se utiliza para re-forzar al elemento axialmente comprimido ABC. La máxima fuerza que puede desa-rrollarse en el elemento BD es de 0.02P. Si el esfuerzo no debe exceder 18 ksi y el má-ximo cambio en longitud de BD no debe sobrepasar 0.001 veces la longitud de ABC,determine el diámetro mínimo que puede utilizarse para la varilla del elemento BD.

Figura P2.13

A

2.14 El cable BC de 4 mm de diámetro es de un acero con E = 200 GPa. Sise sabe que el máximo esfuerzo en el cable no debe exceder 190 MPa y que la elon-gación del cable no debe sobrepasar 6 mm, encuentre la carga máxima P que puedenjof i.c e r-s e corno se muestra en la figura.

f2.5m~ pr

3.5m

J----.:.~

2in.

10 in.

B

Figura P2.14

2.15 Un cilindro hueco de poliestireno (E = 0045 X 106 psi) con iin. de gro-sor y una placa circular rígida (de la cual se muestra sólo una parte) se usan para so-portar una varilla AB de acero (E = 29 X 106 psi), con una longitud de 10 in. y undiámetro de ~ in. Si se aplica una carga P de 800 lb en B, determine a) la elongaciónde la varilla AB, b) la deflexión del punto B, e) el esfuerzo normal promedio en lavarilla AB.

etino

1--4.0m~

P = 800lb

Figura P2.15

Page 3: Mm Tarea 9 Problemario General1

2.16 La probeta que se muestra en la figura está compuesta por una varilla ci-líndrica de acero de 1 in. de diámetro y por dos soportes de 1.5 in. de diámetro ex-terior unidos a la varilla. Si se sabe que E = 29 X 106 psi, determine a) la carga Ptal que la deformación total sea de 0.002 in., b) la deformación correspondiente dela porción central Be.

2.17 Dos varillas cilíndricas están unidas en B y son sometidas a la carga quee muestra en la figura. La varilla AB está hecha de acero (E = 200 GPa) y la vari-lla BC de latón (E = 105 GPa). Determine a) la deformación total de la varilla com-puesta ABC, b) la deflexión del punto B.

P = 30 kN

~250mm

r300mm

L~

---30 rnm

40 kN

---50 mm

Figura P2.17

2.18 Para la varilla compuesta del problema 2.17, determine a) la carga P tal_ e la deformación total de la varilla sea -0.2 rnm, b) la deflexión correspondiente- 1 punto B.

2.19 Las dos porciones de la varilla ABC están hechas de un aluminio para elE = 70 GPa. Si se sabe que la magnitud de P es de 4 kN, encuentre a) el valorQ para que la deflexión en A sea cero, b) la deflexión correspondiente de B.

2.20 La varilla ABC está hecha de un aluminio para el que E = 70 GPa. Si seque P = 6 kN Yque Q = 42 kN, determine la deflexión de a) el punto A, b) el

to B.

2.21 Para la armadura de acero (E = 200 GPa) y la carga mostradas en la fi-, determine las deformaciones de los elementos AB y AD, si se sabe que sus res-tivas áreas de sección transversal son de 2 400 mrrr' y 1 800 rnrrr'.

228 kN

Figura P2.21

Problemas 67

Figura P2.16

P

A

-1OAm

t0.5 m 60 mm de diámetro

L~c

20 mrn de diámetro

B

Q

Figura P2.19 Y P2.20

Page 4: Mm Tarea 9 Problemario General1

1 in. 2 in. 1 in.-lITI~Ij:M(~2~~ I --l ~

1in.B- 'TFigura P4.1

YI 16111111

1-t

260111111

10 111~ t tLI~--2-0-0-111-111-~-1 16 tnl11

Figura P4.5

224

PROBLEMAS

4.1 Y 4.2 Si se sabe que el par mostrado en la figura actúa en un plano veni-cal, determine los esfuerzos en a) el punto A, b) el punto B.

~

r=0.75in.

'. • M=2 ..

B .,;}2h t~~~~t,~' ,,:c, , J.2 in. ( .~C":=::C"_.ld1---4.8 in.~ . '/1

Figura P4.2

4.3 Una viga con la sección transversal que se muestra en la figura se troquecon una aleación de aluminio para la que (Ty = 250 MPa y (Tu = 450 MPa.zando un factor de seguridad de 3.0, determine el par máximo que puede aplicarsela viga cuando se flexiona alrededor del eje z.

y

M(nm 180111111

jz -~~! leM~ ---r

24111111

11\~-s:~.\1

16111111

Figura P4.3

4.4 Retorne el problema 4.3, y ahora suponga que la viga se flexiona alndor del eje y.

4.5 La viga de acero que se muestra en la figura está hecha de un tipo de apara el cual (Ty = 250 MPa y (Tu = 400 MPa. Con un factor de seguridad de 2..5determine el mayor par que puede aplicarse a la viga cuando se dobla alrededoreje x.

4.6 Retorne el problema 4.5, y ahora suponga que la viga se flexiona aldor del eje y por medio de un par con momento My.

Page 5: Mm Tarea 9 Problemario General1

4.7 a 4.9 Dos fuerzas verticales se aplican a una viga con la sección trans-versal que se muestra en las figuras. Determine los esfuerzos máximos de tensión yde compresión en la porción BC de la viga.

Problemas 225

4.10 Dos pares iguales y opuestos de magnitud M = 25 kN . m se aplican auna viga con sección de canal AB. Puesto que los pares provocan que la viga se fle-xione en un plano horizontal, determine el esfuerzo a) en el punto C, b) en el puntoD, e) en el punto E.

/~.11 Si se sabe que una viga con la sección transversal que se muestra en la

fi .ura s exiona alrededor de un eje horizontal y que el momento flector es de 8kip . in., determine la fuerza total que actúa en la porción sombreada de la viga.\

4.12 Retome el problema 4.11, y ahora suponga que la viga se flexiona alre-dedor de un eje vertical y que el momento flector es de 8 kip . in.

~r l:kU60in.-~140 in. 40 in.

Figura P4.7

10 m111 10 m111

3 in. 3 in. 3 in.rrH~:tt

1- 8in·1 ~

Tt1in.1 in. - 6r.

__ 1in.

~t4in.

-1 r- -1 r-

U-

r50111111

. ~lOmm

~50mJll~t

Figura P4.9

A

Figura P4.10

A

25ldps

e D

~~60in.~~20 in. 20 in.

Figura P4.8

10 kN 10 kN

B eA

I ' , !.-- 250 111m--I~,---150 111m

120 JllI11

el' 'Itir-fE 30 m 111I -. -36n:T180 mm E

L -\0111111-t y

[,,/

Z ·e

_t0.3 in.-r

1.8 in.

J0.3 in.

__ 1 1, .II-=:T/ 1.2 in. ~

0.3 in. 0.3 in.

Figura P4.11

Page 6: Mm Tarea 9 Problemario General1

226 Flexión pura

r 40 ml11 ------1t

15 m 111_t_ I

el = 30 111m

_11 ' -- " 1

.~)MFigura P4.16

1-- 80 ml11 ------+-1

I54111111

_tl. ,140 m 111 ~

( ;,~¡M ..';-;;.~

Figura P4.18

t\l 4.13 Si una viga con la sección transversal que se muestra en la figura se fle-xiona alrededor de un eje horizontal y se sabe que el momento flector es de 6 kN . m,determine la fuerza total que actúa en la aleta superior.

54mm

. . t~f,,¡ .• --

36mm

-t108mm

L-j lH72mm

Figura P4.13 y P4.14

z

4.14 Si una viga con la sección transversal que se muestra en la figura se fle-xiona alrededor de un eje horizontal y se sabe que el momento flector es de 6 kN . m,determine la fuerza total que actúa en la porción sombreada del alma.

4.15 Si se sabe que para la fundición mostrada en la figura el esfuerzo per-misible es de 6 ksi en tensión y 15 ksi en compresión, determine el máximo par Mque puede aplicarse.

r---- 5 in. ------1 ~, , 0.5 in.-,0.5 in.----I 1--- .1 in.

t~ -""

2m.

M(~Figura P4.15

4.16 La viga mostrada en la figura está hecha de un nylon para el cual el es-fuerzo permisible es de 24 MPa en tensión y de 30 MPa en compresión. Determineel máximo par M que puede aplicarse a la viga.

4.17 Retorne el problema 4.16, y ahora suponga que d = 40 rnrn.

4.18 Y 4.19 Si se sabe que para la viga extruida mostrada en la figura el es-fuerzo permisible es de 120 MPa en tensión y de 150 MPa en compresión, determineel máximo par M que puede aplicarse.

t125mm

50 111m125 mm

t .-; .. ,- E={--,I_h_I '¡50 mm M ( :::::::, _

Figura P4.19

Page 7: Mm Tarea 9 Problemario General1

3-3 Diagramas de fuerza cortante y momento flexionante 201

Solución:EMArt.RB = 25 kN

EFy:EMA:

RA = 75 kN·MA = 200 kN-m

PROBLEMAS

3-15 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-15. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

Fig. P 3-15

3-16 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-16. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

t~W lb/pie

_t '~4

A 811.. 1 ••

Fig.P 3-16

3-17 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-17. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

r-~~wL "2~flE l ./

Fig. P 3-17

Page 8: Mm Tarea 9 Problemario General1

202 Esfuerzos en Vigas

3-18 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-18. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

~t 1500 lb/pie

/ ~~ :{""""""""""""""{""""'"'''''''''''''',,''',''"""",""""",,/¿ihiiiííiwywywj:0ttttL6 pies > 1: 6 p¡es~

Fig. P 3-18

3-19 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-19. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

5 kips

1 kiplpie _

~~:::::x:::::::::m::::::;"}:$~~:::

)\ lB el1<: 6 pies •• •• 6 pies ~

Fig. P 3-19

3-20 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-20. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

20 kN

4kNO.5m4 kN

m~:~:~:~~:~:r~:::m~~rr;~;~~:::qJ~1::~W~~t::sr:t1:1~:mm:~~:1:~1~tw%rtmmm;:1:~~~~1~~l::¡:~~(~:::m::~~:;~:;~:~

A I 1:1

1.. 1.5m~1.5m--j

fig. P 3-20

Page 9: Mm Tarea 9 Problemario General1

3-3 Diagramas de fuerza cortante y momento flexionante 203

3-21 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-21. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

Fig. P 3-21

3-22 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-22. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

8001!/p~.eL .LO_~

lE 12pies ;>/

Fig. P3-22

3-23 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-23. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

6kN

Fig. P 3-23

3-24 Construir a escala losdiagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-24. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

Page 10: Mm Tarea 9 Problemario General1

204 Esfuerzos en Vigas

t1¡al~~~-f2 kíps/pie 2 kíps/pie

. ~~~~B

I " 10 pies ••j < . JD,.Djes •••)

Fig. P 3-24

3-25 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-25. También escríbanse 'las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

{" l" JP

L";{{'''''''''"""""""""",~.,¡" ,}""""'r,',""'""",'",}}'",,', """"""""""""":':"""'·"""'?}""""'<I

x~; l >I~x--jFig. P 3-25

3-26 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-26. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

3.kíps

3 kips

:.:.:.:::::::::::::;::::~::::::: ;:;:;:;:::::::1

7pies--!-7 Píes~ Píes---l

DFig. P 3-26

3-27 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. 3-27. También escríbanse lasecuaciones y se-ñálense los valores significativos para estas curvas.

Fig. P 3-27

I_~~h~jr20kNL2m-1E 7m ~1-2m~

Page 11: Mm Tarea 9 Problemario General1

3-4 Esfuerzos flexionantes en vigas rectas 205

3-28 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-28. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

Fig. P 3-28

3-2~ Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-29. También escríbanse las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas .

-,, 4 kips

0.25 kip/' pie· J~:~:;;v;·t

lE l Optes •• 1 E 6 pies~4pies ~4 pies jFig. P 3-29

3-4 Esfuerzos flexionantes en vigas rectas

Cuando se somete una viga a un momento f1exionante, el material de laviga se deforma, dando como resultado una curvatura de la viga. Tal vez to-dos hemos notado esto en algún momento u otro cuando f1exionamos un ob-jeto tal como un metro (de madera). También podemos haber observado quesi el momento f1exionante se incrementaba lo suficiente, daba como resultadola ruptura. Las fibras del metro en el lado exterior (lado convexo) se rompíanen tensión; no obstante, aquellas de la parte interior (lado cóncavo) parecíanpermanecer intactas. Si bien la deformación y la subsecuente ruptura del me-tro pueden servir como evidencia de la relación entre el momento externo ylos efectos internos, éstos tienen que ser analizados de una manera siste-mática con el fin de relacionar causa y efecto con exactitud y sentido., Demostraremos la relación existente entre esfuerzo flexionante«, y

momento f1exionante M para una sección transversal dada, empezando porlas suposiciones siguientes:

l. Los planos transversales antes de la f1exión permanecen planostransversales después de la flexión; esto es, no hay alabeo.

Page 12: Mm Tarea 9 Problemario General1

212 Esfuerzos en Vigas

(b)

~~ON

A 8 e

t RA= 5 000 N t R8= 25 000 N

(e)v

~ON 10 000 N

~

(d)M

~-m

~m

PROBLEMAS

Aunque la mayoría de las vigas siguientes están sometidas a otrosefectos distintos del momento puro en la sección donde el esfuerzof1exionante se va a investigar, los cálculos para esfuerzos f1exionantesque difieren de la condición de momento puro dan resultados que sonbastantes aceptables; es decir, u = My/I es aplicable. Asimismo, su-póngase que la sección transversal de cualquier viga es constante a lolargo de toda su longitud. Véase el Apéndice B, Tabla B-2 para laspropiedades de algunas de las secciones roladas que se usan.

3-30 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-30. También escribir las ecuaciones y seña-lar valores significativos para estas curvas.

Prni .--------

Page 13: Mm Tarea 9 Problemario General1

3-4 Esfuerzos flexionantes en vigas rectas 213

Fig. P 3-30

3-31 Construir a escala los diagramas de fuerza cortante y de momentopara la viga en la Fig. P 3-31. Escríbanse también las ecuaciones yseñálense los valores significativos para estas curvas.

~ ~4PiesL16 pies+10 pies.,

Fig. P 3-31

3-32' La viga en cantilever en la Fig. P 3-32 soporta una carga que varíadesde Oen el apoyo hasta \VB = 2000 lb/pie en el punto B. Si la vigaes una de 254 mm estándar (37.8 kg/m), determinar la longitud I quepuede tener la viga si el esfuerzo de trabajo permisible en flexión esde 20000 psi. (Despréciese el peso de la viga.)

Fig. P 3-32

3-33 Seleccionar la sección más económica de una viga 1 estándar parasoportar la carga mostrada en la Fig. P 3-33 para un esfuerzo flexio-nante permisible de 22000 psi, si I = 14 pies.

Page 14: Mm Tarea 9 Problemario General1

I 111 I 11 11 hllllllll 11 V14 fu r 11 VI

r2000 lb/pieL,

~::-~::~~A ~II~

Fig. P 3-33

3-36 Determinar el esfuerz n xl n IlIt III im en la vi a m strudFig. P 3-36.

~lA '. B~ jE ' .. 14 pies •• 6 pies

1 plgFig. P 3-36

Seleccionar la sección de viga más económica (Apéndice B) para so-portar la carga mostrada en la Fig. P 3-34 si el esfuerzo tlexionantepermisible es de 24000 psi.

3-34 El esfuerzo tlexionante permisible en la viga mostrada en la Fig. P •37 es de 10000 psi en tensión y 15000 psi en compresión. Det fl l·nar la w máxima permisible.

3-37

~.:rPie

~

lE 20 pies ••/

Fig. P 3-34Fig. P 3-37

Seleccionar la sección de viga más económica (Apéndice B) para so-portar la carga mostrada en la Fig. P 3-35 para un esfuerzo tlexio-nante permisible de 20000 psi.

3-35Para la viga en cantilever en la Fig. P 3-38, (a) trazar los diagrarn Ide fuerza cortante y de momento, y (b) determinar los esfuerzo nxionantes máximos, de compresión y de tensión.

3-38{~

5 kips

w lb/pie

~~

lE 12 pies ••1

. 1 kip/pie

A lB el~6 pies---+-6 Pies--1

Fil:. P 3-38Fig. P 3-35

Page 15: Mm Tarea 9 Problemario General1

n VI I 11 V, 1

3-39 La viga en cantilever en la Fig. P 3-39 es Una viga estándar de 203.2mm que pesa 27.3'8 kgin. Determinar el esfuerzo flexionantemáximo en la viga.

5000lb

B

4Pies~

Fig. P 3-39

3-40 Para la viga en la Fig. P 3-40, (a) trazar los diagramas de fuerza cor-tante y de momento, y (b) determinar el esfuerzo flexionantemáximo.

lOOOON/m

~

I~ 6m ·1. 2~

Fig. P 3-40

3-41 Determinar la intensidad de carga WB en la Fig. P 3-41 que puede so-portar la sección de fierro colado si los esfuerzos flexionantes permi-sibles en tensión y en compresión son de 8 000 psi y 12 OOOpsi, res-pectivamente. El claro, I = 10 pies.

tWB

~~~~~~ :@:::~:;::0% B lllPl9

6 plg

~

1<6 ;.-I 1 plgplg

Fig. P 3-41

·4 f'UlI' 1 7

3-42 n la Fig. P 3-42 tenemos una viga de cajón fabricada s ldand u l·tro placas de 4 plg de ancho y 314 plg de grueso, como se indi a. l r·minar el esfuerzo flexionante máximo en la sección para la tidada. (Despréciese el área de la sección transversal de la soldadur Icuando se calcule l.)

4.8 kips

4plg

Soldadura -~ M

I;lS'PI~Plg41~<---8Pies~4 Pies~4Pies

Fig. P 3-42

3-43 La Fig. P 3-43 contiene una viga de cajón fabricada soldando cuatrplacas de 6 plg de ancho y l plg de grueso. Determinar el esfuerz flo-xionante máximo en la sección para la carga dada. (Despréciese Iárea· de la sección transversal de la soldadura cuando se calcul l.)

Fig. P 3-43

3-44 La viga en la Fig. P 3-44 está hecha de fierro colado con una e ióntransversal como se indica. Si 1= 12 pies y x = 4 pies, determinar Imáximo valor que puede tener P si el esfuerzo de trabajo en el hi rrocolado en compresión es de 14000 psi y en tensión es de 8 000 P 1.

Fig.3-44

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218 Esfuerzos en V'Igas

La viga en la Fig. P 3-45 e ' 'esfuerzo de' trabajo e fls u~~ viga estándar de 203 2máximo valo n exion de 18 000 ' . mm. Para unmáximo cuan~o q~e puede tener p. y (b) er

sl• rdeterminar (a) eles cero. es uerzo flexionante

n viO r t

Seleccionar una vi' 'la Fig. P 3-46 ,ga estandar económica -flexión no deb~uando Wo es de 750 lb/pie / ~a~~ s~portar. la carga de-t pasar de 20 000 psi.' pies, y el esfuerzo de

Wo_t_ ~GlliiW~;!~~~~~JE~~¡;~~WoI _1

3-45

3 kips

Fig. P 3-45

3-46

p

·4 tu r fI xl

mínimo que dpue e tener la viga A 8A B'

11 nt

3-47

Fig. P 3-46

Se 1eccionar un 'la F' a viga estándar ec ' .ig. P 3-47 si el esfuerzo nexio~:~~lca ~ara soportar la carga de_ e no ebe pasar de 22 000 .pSI.

4 kips

Articulación

3-48 ~a viga en la Fig P 3 48di . - va aIn ica. Los puntos B soportar una carga de 25

~~:~:~~:e~;a;:~ fuerz/eo~':~,:~:mao ::~~~:.r)rí~id~SN(O~o~ 1,e exceder de 125 MN1n2 o . ,1 el e fu rz fle-, determinar l d'I m t o

2m--~m1m

Hg. P 3-48 t5 kN e3-49 El -piso de una casa está ..plg' a sostenido pors l. ,espaciadas 16 plg de cen o eras nominales de 2 l

f~;s;o~omo se ind iea en la Fi~o pa3~~~'r~tcubriendo un c1ar~~:I:. ~ras no debe pasar de 1 00 . ~ el esfuerzo flexionante

permisible por pie cuad . d O psi, determinar la carga if nra o que puede soportar el' UnI ormpiso.

~ . 14 pies > I ,/Flg. P 3-49

3-50 Dos secciones de v' ,La de la F' iga estan diseñadas paraig. P 3-50a está hecha de 3' tomar un momento dadomente adheridas piezas de 2 plg X 4 l .2 plg X 4 1 una a otra. En la Fig. P 3-50b 1 . P g perfect •

p g se supone que están lib ' as mismas piezas dpecto a las otras; es decir cada Idrels para deslizar unas con runa tercera d • una e as pieza ,.cada secci parte el momento total. Comp s s~ supone que tornumáximo ~~nl ~~de ~oportar con seguridad ~a:n ~:tomendtos qupSI. uerzo e fib I

11< 4", '1~-2plg+-~2 plg

-t-r-T2 pl

t

Pegado

(b)(a)I'la. P -SO