PROBLEMAS RESUELTOS DE
PROBLEMAS RESUELTOS DE
ANALISIS DE ESTRUCTURAS POR EL METODO DE LOS NUDOS
ANALISIS DE ESTRUCTURAS POR EL METODO DE LOS NUDOS
Problema resuelto Pág. 246 Estática BEDFORD
Problema resuelto Pág. 246 Estática BEDFORD
Problema 6.1 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.1 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.2 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.2 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.4 Estática BEDFORD edic 5
Problema 6.4 Estática BEDFORD edic 5
Problema 6.13 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.13 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.14 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.14 Estática BEDFORD edic 4
Problema 6.1 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.1 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.2 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.2 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.3 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.3 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.4 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.4 BEER– Johnston edic 6
Problema 6.1 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.1 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.2 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.2 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.3 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.3 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.4 Estática Hibbeler edic 10
Problema 6.4 Estática Hibbeler edic 10
Problema c-34 estática Hibbeler edic 10
Problema c-34 estática Hibbeler edic 10
Problema C-35 estática Hibbeler edic 10
Problema C-35 estática Hibbeler edic 10
Problema 6.8 estática Hibbeler edic 10
Problema 6.8 estática Hibbeler edic 10
Problema resuelto Pag. 145 Estática Meriam
Problema resuelto Pag. 145 Estática Meriam
Problema 4.1 Estática Meriam edición tres
Problema 4.1 Estática Meriam edición tres
Problema 4.1 Estática Meriam edición cinco
Problema 4.1 Estática Meriam edición cinco
Problema 4.3 Estática Meriam edición tres
Problema 4.3 Estática Meriam edición tres
Problema 4.3 Estática Meriam edición cinco
Problema 4.3 Estática Meriam edición cinco
Problema 4.4 Estática Meriam edición tres
Problema 4.4 Estática Meriam edición tres
Problema 4.4 Estática Meriam edición cinco
Problema 4.4 Estática Meriam edición cinco
Problema 4.5 Estática Meriam edición tres
Problema 4.5 Estática Meriam edición tres
Problema 4.7 Estática Meriam edición tres
Problema 4.7 Estática Meriam edición tres
Erving Quintero Gil
Erving Quintero Gil
Tecnólogo electromecánico - UTS Tecnólogo electromecánico - UTS
Ing. Electromecánico - UAN Ing. Electromecánico - UAN Especialista en Ingeniería del gas - UIS Especialista en Ingeniería del gas - UIS
Bucaramanga – Colombia Bucaramanga – Colombia
2011 2011
Para cualquier inquietud o consulta escribir a: Para cualquier inquietud o consulta escribir a:
[email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
Método de las juntas o nudos (PROBLEMA RESUELTO PAG. 246 ESTATICA BEDFORD)
Método de las juntas o nudos (PROBLEMA RESUELTO PAG. 246 ESTATICA BEDFORD)
El método de las juntas implica dibujar diagramas de cuerpo libre de las juntas de una armadura, una El método de las juntas implica dibujar diagramas de cuerpo libre de las juntas de una armadura, una por una, y usar las ecuaciones de equilibrio para determinar las fuerzas axiales en las barras. Por lo por una, y usar las ecuaciones de equilibrio para determinar las fuerzas axiales en las barras. Por lo general, antes debemos dibujar un diagrama de toda la armadura (es decir, tratar la armadura como un general, antes debemos dibujar un diagrama de toda la armadura (es decir, tratar la armadura como un solo cuerpo) y calcular las reacciones en sus soportes. Por ejemplo, la armadura WARREN de la figura solo cuerpo) y calcular las reacciones en sus soportes. Por ejemplo, la armadura WARREN de la figura 6.6(a) tiene barras de 2 metros de longitud y soporta cargas en B y D. En la figura 6.6(b) dibujamos su 6.6(a) tiene barras de 2 metros de longitud y soporta cargas en B y D. En la figura 6.6(b) dibujamos su diagrama de cuerpo libre. De las ecuaciones de equilibrio.
diagrama de cuerpo libre. De las ecuaciones de equilibrio.
Fig. 6. 6(a)
Fig. 6. 6(a)
ArmaduraArmaduraWARREN
WARREN
soportando dos cargassoportando dos cargasFig. 6. 6(b)
Fig. 6. 6(b)
Diagrama de cuerpo libre de la armaduraDiagrama de cuerpo libre de la armadura 4 40000 NNE
E
C
C
D
D
B
B
2 2 mm 22 mm E EYY A AYY A AXX 1 m 1 m 2 m 2 m 2 m 2 m 1 m 1 m 400 N 400 N 800 N800 NE
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 1 m1 mm
m
3
3
T TDCDC T TDEDE T TDEDED
D
T TBDBD 800 N 800 N T TBDBD T TACACC
C
T TBCBC T TBCBC T TACAC T TABAB 400 N 400 NA
A
B
B
T TABAB A AYY T TECECE
E
T TECECΣ Σ MMAA= 0= 0 - 400 - 400 (1) (1) - 800 (1 - 800 (1 +1+1) + E+1+1) + EYY(1+1+1+1) = 0(1+1+1+1) = 0 - 400 - 400 - 800 - 800 (3) + (3) + EEYY(4) = 0(4) = 0 - 400 - 2400 + 4 E - 400 - 2400 + 4 EYY= 0= 0 - 2800 + 4 E - 2800 + 4 EYY= 0= 0 4 E 4 EYY= 2800= 2800
N
N
700
700
4
4
2800
2800
Y
Y
E
E
=
=
=
=
E
E
Y Y= 700 N
= 700 N
Σ Σ MMEE= 0= 0 - A - AYY(1+1+1+1) + 400 (1+1+1+1) + 400 (1+1+1) (1+1+1) + 800 + 800 (1) = 0(1) = 0 - A - AYY(4) + 400 (3) + 800 = 0(4) + 400 (3) + 800 = 0 - 4 A - 4 AYY+ 1200 + 800 = 0+ 1200 + 800 = 0 4 A 4 AYY= 2000= 2000N
N
500
500
4
4
2000
2000
Y
Y
A
A
=
=
=
=
A
A
Y Y= 500 N
= 500 N
NUDO A
NUDO A
El siguiente paso es elegir una junta y dibujar su diagrama de cuerpo libre. En la figura 6.7(a) aislamos El siguiente paso es elegir una junta y dibujar su diagrama de cuerpo libre. En la figura 6.7(a) aislamos la junta A cortando las barras AB y AC. Los términos T
la junta A cortando las barras AB y AC. Los términos T ABAB y Ty TACAC son las fuerzas axiales en las barras ABson las fuerzas axiales en las barras AB
y AC respectivamente. Aunque las direcciones de las flechas que representan las fuerzas axiales y AC respectivamente. Aunque las direcciones de las flechas que representan las fuerzas axiales desconocidas se pueden escoger arbitrariamente, observe que las hemos elegido de manera que una desconocidas se pueden escoger arbitrariamente, observe que las hemos elegido de manera que una barra estará a tensión, si obtenemos un valor positivo para la fuerza axial. Pensamos que escoger barra estará a tensión, si obtenemos un valor positivo para la fuerza axial. Pensamos que escoger consistentemente las direcciones de esta manera ayudara a evitar errores.
consistentemente las direcciones de esta manera ayudara a evitar errores.
Figura 6.7(a)
Figura 6.7(a)
Obtención del diagrama de cuerpo libre de la junta A.Obtención del diagrama de cuerpo libre de la junta A.+ + + + ∑ ∑ FFXX= 0 = 0 AAXX= 0= 0 ∑ ∑ FFYY= 0= 0 A AYY+ E+ EYY– 400 - 800 = 0– 400 - 800 = 0 T TACAC T TABAB A AYY
A
A
1 1 2 23
3
A AYY T TABAB T TACAC T TACAC TTACAC T TABAB 400 N 400 NC
C
A
A
B
B
T TABAB A AYYLas ecuaciones de equilibrio para la junta A son: Las ecuaciones de equilibrio para la junta A son:
3
3
Y
Y
A
A
1
1
AC
AC
T
T
2
2
AB
AB
T
T
=
=
=
=
Hallar T Hallar TABAB3
3
Y
Y
A
A
2
2
AB
AB
T
T
=
=
A
A
Y Y= 500 N
= 500 N
288,67
288,67
3
3
500
500
2
2
AB
AB
T
T
=
=
=
=
( (
288,67
288,67
))
577,35
577,35
N
N
2
2
AB
AB
T
T
=
=
=
=
T
T
ABAB= 577,35
= 577,35 Newton(compresió
Newton(compresión)
n)
NUDO B
NUDO B
Luego obtenemos un diagrama de la junta B cortando las barras AB, BC y BD (Fig. 6.8 a). De las Luego obtenemos un diagrama de la junta B cortando las barras AB, BC y BD (Fig. 6.8 a). De las ecuaciones de equilibrio para la junta B.
ecuaciones de equilibrio para la junta B.
Figura 6.8(a)
Figura 6.8(a)
Obtención del diagrama de cuerpo libre de la junta B.Obtención del diagrama de cuerpo libre de la junta B.( ( ))
AB
AB
T
T
Y
Y
AB
AB
T
T
60
60
sen
sen
=
=
TTAB (Y)AB (Y) = T= TABABsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
T
T
AB
AB
2
2
3
3
AB
AB
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
Hallar T Hallar TACAC1
1
AC
AC
T
T
2
2
AB
AB
T
T
=
=
2
2
AB
AB
T
T
AC
AC
T
T
=
=
T
T
ABAB= 577,35 Newton
= 577,35 Newton
N
N
288,67
288,67
2
2
577,35
577,35
AC
AC
T
T
=
=
=
=
T
T
ACAC= 288,67 Newton (Tension)
= 288,67 Newton (Tension)
T TBCBC T TBDBD T TABAB 400 N 400 N
B
B
60 6000 T TBCBC 60 6000 T TAB (Y)AB (Y) T TAB (X)AB (X) T TBC (X)BC (X) T TBC (Y)BC (Y) 400 N 400 N T TBDBD T TABABPara abreviar los cálculos Para abreviar los cálculos
2
2
3
3
60
60
sen
sen
=
=
2
2
1
1
60
60
cos
cos
=
=
D
D
T TBDBD 800 N 800 N T TBDBD T TACACC
C
T TBCBC T TBCBC T TACAC T TABAB 400 N 400 NA
A
B
B
T TABAB A AYY( ( ))
T
T
AB
AB
2
2
3
3
Y
Y
AB
AB
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
ABAB= 577,35 Newton
= 577,35 Newton
( ( ))
( (
577,35
577,35
))
500
500
N
N
2
2
3
3
Y
Y
AB
AB
T
T
⎟⎟
⎟⎟
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
AB (Y)AB (Y)= 500 N
= 500 N
( ( ))
BC
BC
T
T
Y
Y
BC
BC
T
T
60
60
sen
sen
=
=
TTBC (Y)BC (Y) = T= TBCBCsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
T
T
BC
BC
2
2
3
3
BC
BC
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
BC
BC
2
2
3
3
Y
Y
BC
BC
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFYY= 0= 0 - 400 + T- 400 + TAB (Y)AB (Y) - - TTBC (Y)BC (Y) = 0= 0
T
T
AB (Y)AB (Y)= 500 N
= 500 N
- 400 + 500 - 400 + 500 - - TTBC (YBC (Y)) = 0= 0 100 100 - - TTBC (Y)BC (Y) = 0= 0 100 100 = = TTBC (Y)BC (Y) ∑ ∑ FFXX= 0= 0 - T - TBDBD + + TTAB (X)AB (X) + T+ TBC (X)BC (X) = 0= 0 T TAB (X)AB (X) = 288,67 N= 288,67 N T TBC (X)BC (X)= 57,73 Newton= 57,73 Newton- T
- T
BDBD+ 288,67
+ 288,67
+ 57,73
+ 57,73
= 0
= 0
- T - TBDBD + 346,4+ 346,4 = 0= 0T
T
BDBD= 346,4
= 346,4
Newton (compresión)
Newton (compresión)
( ( ))
AB
AB
T
T
X
X
AB
AB
T
T
60
60
cos
cos
=
=
T TAB (X)AB (X) = T= TABABcos 60cos 60( ( ))
X
X
T
T
AB
AB
2
2
1
1
AB
AB
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
AB
AB
2
2
1
1
X
X
AB
AB
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
ABAB= 577,35 Newton
= 577,35 Newton
( ( ))
( (
577
577
,,
35
35
))
288,67
288,67
N
N
2
2
1
1
X
X
AB
AB
T
T
=
=
=
=
T
T
AB (X)AB (X)= 288,67 N
= 288,67 N
( ( ))
BC
BC
T
T
X
X
BC
BC
T
T
60
60
cos
cos
=
=
T TBC (X)BC (X) = T= TBCBCcos 60cos 60( ( ))
X
X
T
T
BC
BC
2
2
1
1
BC
BC
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
BC
BC
2
2
1
1
X
X
BC
BC
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
BC
BC
2
2
3
3
Y
Y
BC
BC
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
100 100 = = TTBC (Y)BC (Y)BC
BC
T
T
2
2
3
3
100
100
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
N
N
115,47
115,47
3
3
200
200
100
100
3
3
2
2
BC
BC
T
T
⎟⎟
=
=
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
BCBC= 115,47 N
= 115,47 N
(compresión)
(compresión)
Se Se halla halla TTBC (X)BC (X)( ( ))
T
T
BC
BC
2
2
1
1
X
X
BC
BC
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
BCBC= 115,47 N
= 115,47 N
( ( ))
( (
115,47
115,47
))
57,73
57,73
N
N
2
2
1
1
X
X
BC
BC
T
T
⎟⎟
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
BC (X)BC (X)= 57,73 Newton
= 57,73 Newton
NUDO D
NUDO D
Luego obtenemos un diagrama de la junta D cortando las barras BD, DC y DE . De las ecuaciones de Luego obtenemos un diagrama de la junta D cortando las barras BD, DC y DE . De las ecuaciones de equilibrio para la junta D.
equilibrio para la junta D.
( ( ))
DC
DC
T
T
Y
Y
DC
DC
T
T
60
60
sen
sen
=
=
TTDC (Y)DC (Y) = T= TDCDCsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
T
T
DC
DC
2
2
3
3
DC
DC
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
DE
DE
T
T
Y
Y
DE
DE
T
T
60
60
sen
sen
=
=
TTDE (Y)DE (Y) = T= TDEDEsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
T
T
DE
DE
2
2
3
3
DE
DE
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
DE
DE
2
2
3
3
Y
Y
DE
DE
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFXX= 0= 0T
T
BDBD-
-
T
T
DE (X)DE (X)+ T
+ T
DC (X)DC (X)= 0
= 0
TTBDBD = 346,4= 346,4 Newton (compresión)Newton (compresión)
T TDCDC T TBDBD 800 N 800 N
D
D
T TDEDE T TDEDE T TDEDED
D
T TBDBD 800 N 800 NC
C
TTECEC TTECECE
E
T TDCDC E EYY 60 6000 T TDEDE 60 6000 T TDC (Y)DC (Y) T TDC (X)DC (X) TTDE (X)DE (X) T TDE (Y)DE (Y) 800 N 800 N T TBDBD T TDCDCPara abreviar los cálculos Para abreviar los cálculos
2
2
3
3
60
60
sen
sen
=
=
2
2
1
1
60
60
cos
cos
=
=
( ( ))
TTDCDC 2 2 3 3 Y Y DC DC T T⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
DC
DC
T
T
X
X
DC
DC
T
T
60
60
cos
cos
=
=
T TDC (X)DC (X) = T= TDCDCcos 60cos 60( ( ))
X
X
T
T
DC
DC
2
2
1
1
DC
DC
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
DC
DC
2
2
3
3
Y
Y
DC
DC
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
DE
DE
T
T
X
X
DE
DE
T
T
60
60
cos
cos
=
=
T TDE (X)DE (X) = T= TDEDEcos 60cos 60( ( ))
2
2
1
1
DE
DE
T
T
X
X
DE
DE
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
DE
DE
2
2
1
1
X
X
DE
DE
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
346,4 346,4 - - TTDE (X)DE (X) + T+ TDC (X)DC (X) = 0= 0
T
T
DE (X)DE (X)- T
- T
DC (X)DC (X)=
=
346,4
346,4
ecuación
ecuación
1
1
Pero: Pero:( ( ))
T
T
DE
DE
2
2
1
1
X
X
DE
DE
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
X
X
T
T
DC
DC
1
1
2
2
DC
DC
T
T
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
Reemplazando en la ecuación 1 Reemplazando en la ecuación 1346,4
346,4
DC
DC
T
T
2
2
1
1
--DE
DE
T
T
2
2
1
1
=
=
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
ecuación 3
ecuación 3
resolver ecuación 3 y ecuación 4 resolver ecuación 3 y ecuación 4
[ [ ]]
3
3
por
por
rr
multiplica
multiplica
346,4
346,4
DC
DC
T
T
2
2
1
1
--DE
DE
T
T
2
2
1
1
=
=
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
800
800
DC
DC
T
T
2
2
3
3
DE
DE
T
T
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
[ [ ]]
3
3
600
600
346,4
346,4
DC
DC
T
T
2
2
3
3
--DE
DE
T
T
2
2
3
3
=
=
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
800
800
DC
DC
T
T
2
2
3
3
DE
DE
T
T
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
1400
1400
800
800
600
600
DE
DE
T
T
2
2
3
3
DE
DE
T
T
2
2
3
3
=
=
+
+
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
1400
1400
DE
DE
T
T
2
2
3
3
2
2
⎟⎟
⎟⎟
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
1400
1400
DE
DE
T
T
3
3
=
=
N
N
808,29
808,29
3
3
1400
1400
DE
DE
T
T
=
=
=
=
∑ ∑ FFYY= 0= 0 -- 800 800 + + TTDE (Y)DE (Y) + T+ TDC (Y)DC (Y) = 0= 0
T
T
DE (Y)DE (Y)+ T
+ T
DC (Y)DC (Y)=
=
800
800
ecuación
ecuación
2
2
Pero: Pero:
( ( ))
T
T
DE
DE
2
2
3
3
Y
Y
DE
DE
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
T
T
DC
DC
2
2
3
3
Y
Y
DC
DC
T
T
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
Reemplazando en la ecuación 2 Reemplazando en la ecuación 2800
800
DC
DC
T
T
2
2
3
3
DE
DE
T
T
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
ecuación 4
ecuación 4
T
T
DEDE= 808,29 Newton (compresión)
= 808,29 Newton (compresión)
Reemplazando en la ecuación 4, se halla Reemplazando en la ecuación 4, se halla
T
T
DCDC800
800
DC
DC
T
T
2
2
3
3
DE
DE
T
T
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
ecuación 4
ecuación 4
( (
))
T
T
DC
DC
800
800
2
2
3
3
808,29
808,29
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
800
800
DC
DC
T
T
2
2
3
3
700
700
⎟⎟
⎟⎟
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
100
100
700
700
--800
800
DC
DC
T
T
2
2
3
3
=
=
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
N
N
115,47
115,47
3
3
200
200
3
3
2
2
100
100
DC
DC
T
T
⎟⎟
=
=
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
T
T
DCDC= 115,47 Newton (Tensión)
= 115,47 Newton (Tensión)
Problema 6.1 ESTATICA BEDFORD edic 4
Problema 6.1 ESTATICA BEDFORD edic 4
Determine the axial forces in the members of the truss and indicate whether they are in tension (T) or Determine the axial forces in the members of the truss and indicate whether they are in tension (T) or compression (C) compression (C) Σ Σ MMCC= 0= 0 B BYY(1) – 10 (2) = 0(1) – 10 (2) = 0 B BYY(1) = 10 (2)(1) = 10 (2)
B
B
Y Y=
=
20
20
KN
KN
2 m 2 m 1 m 1 m 10 KN 10 KNC
C
A
A
B
B
B BXXB
B
2 m 2 m 1 m 1 m 10 KN 10 KNC
C
A
A
C CYY B BYY + + ∑ ∑ FFXX= 0= 0 10 – B 10 – BXX= 0= 0B
B
XX= 10 KN
= 10 KN
∑ ∑ FFYY= 0= 0 C CYY – B– BYY= 0= 0 C CYY = B= BYY Pero: BPero: BYY= = 20 20 KNKNC
C
Y Y= 20 KN
= 20 KN
B BXXB
B
2 m 2 m 1 m 1 m 10 KN 10 KNC
C
A
A
C CYY B BYYNUDO B
NUDO B
NUDO A
NUDO A
5
5
AC
AC
F
F
1
1
10
10
2
2
BA
BA
F
F
=
=
=
=
Hallamos F Hallamos FACAC5
5
AC
AC
F
F
1
1
10
10
=
=
( ( ))
5
5
22
22
,,
36
36
KN KN10
10
AC
AC
F
F
=
=
=
=
F
F
ACAC= 22,36 KN
= 22,36 KN
(compresión)
(compresión)
F FBABA F FBCBC B BXXB
B
B BYY ∑ ∑FFYY = 0= 0 F FBABA – B– BYY= 0= 0 F FBABA = B= BYY pero: B pero: BYY= = 20 20 KNKNF
F
BABA= 20 KN (tensión)
= 20 KN (tensión)
F FACAC 10 KN 10 KNA
A
F FBABA 5 5 2 2 1 1 10 KN 10 KN F FACAC F FBABA ∑ ∑FFXX= 0= 0 F FBCBC – B– BXX = 0= 0 F FBCBC = B= BXX pero: B pero: BXX = 10 KN= 10 KNF
F
BCBC= 10 KN (tensión)
= 10 KN (tensión)
Problema 6.2 ESTATICA BEDFORD edic 4
Problema 6.2 ESTATICA BEDFORD edic 4
La armadura mostrada soporta una carga de 10 kN en C. La armadura mostrada soporta una carga de 10 kN en C.
a)
a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre de toda Dibuje el diagrama de cuerpo libre de toda la armadura y determine las reacciones en susla armadura y determine las reacciones en sus soportes
soportes b)
b) Determine las fuerzas axiales en las barras. Indique si se encuentran a tensión (T) o Determine las fuerzas axiales en las barras. Indique si se encuentran a tensión (T) o aa compresión (C) . compresión (C) . Σ Σ MMBB= 0= 0 A AXX(3) - 10 (4) = 0(3) - 10 (4) = 0 A AXX(3) = 10 (4)(3) = 10 (4) 3 A 3 AXX= 40= 40 KN KN
33
33
,,
13
13
3
3
40
40
X
X
A
A
=
=
=
=
A
A
XX= 13,33 KN
= 13,33 KN
Σ Σ MMAA= 0= 0 B BXX(3) - 10 (4) = 0(3) - 10 (4) = 0 B BXX(3) = 10 (4)(3) = 10 (4) 3 B 3 BXX= 40= 40 KN KN33
33
,,
13
13
3
3
40
40
X
X
B
B
=
=
=
=
B
B
XX= 13,33 KN
= 13,33 KN
F FCBCB F FCBCB F FABAB = 0= 0 F FABAB = 0= 0 F FCACA FFCACAB
B
10 KN 10 KN 3 m 3 m 4 m 4 mC
C
A
A
B BXX B BYY A AXX + + ∑ ∑ FFYY= 0= 0 B BYY- 10 = 0- 10 = 0B
B
Y Y= 10 KN
= 10 KN
+ +NUDO C
NUDO C
3
3
10
10
4
4
CA
CA
F
F
5
5
CB
CB
F
F
=
=
=
=
Hallar F Hallar FCBCB3
3
10
10
5
5
CB
CB
F
F
=
=
( ( ))
KN
KN
16,66
16,66
3
3
10
10
5
5
CB
CB
F
F
=
=
=
=
F
F
CBCB= 16,66 kN (Tensión)
= 16,66 kN (Tensión)
NUDO A
NUDO A
∑ ∑ FFYY= 0= 0F
F
ABAB= 0
= 0
∑ ∑ FFXX = 0= 0 A AXX - F- FCACA= 0= 0 A AXX = F= FCACA Pero: F Pero: FCACA = 13,33 kN= 13,33 kN A AXX = F= FCACA ==13,33 kN13,33 kN F FCBCB F FCACA 10 KN 10 KNC
C
44 5 5 F FCBCB F FCACA 10 KN 10 KN 3 3 Hallar F Hallar FCACA3
3
10
10
4
4
CA
CA
F
F
=
=
( ( ))
KN
KN
13,33
13,33
3
3
10
10
4
4
CA
CA
F
F
=
=
=
=
F
F
CACA= 13,33 kN (compresión)
= 13,33 kN (compresión)
F FABAB = 0= 0 F FCACAA
A
A AXXA
A
XX=
=
13,33
13,33
KN
KN
B
B
Y Y= 10 KN
= 10 KN
B
B
XX=
=
13,33
13,33
KN
KN
F
F
CBCB= 16,66 kN (Tensión)
= 16,66 kN (Tensión)
F
F
CACA= 13,33 kN (compresión)
= 13,33 kN (compresión)
F
F
ABAB= 0
= 0
Problema 6.4 ESTATICA BEDFORD edic 5
Problema 6.4 ESTATICA BEDFORD edic 5
The members of the truss are all of lenght L. Determine the axial forces in the members and indicate The members of the truss are all of lenght L. Determine the axial forces in the members and indicate whether they are in tension (T) or compression (C)
whether they are in tension (T) or compression (C)
NUDO D
NUDO D
Σ Σ MMCC= 0= 0 A AYY(L) – F (L/2) = 0(L) – F (L/2) = 0 A AYY(L) = F (L/2)(L) = F (L/2)A
A
Y Y= ½ F
= ½ F
Σ Σ MMAA= 0= 0 C CYY(L) – F ( L + L/2) = 0(L) – F ( L + L/2) = 0 C CYY(L) - F ( 3/2 L) = (L) - F ( 3/2 L) = 00 C CYY(L) = F ( 3/2 L)(L) = F ( 3/2 L) C CYY = F ( 3/2)= F ( 3/2)C
C
Y Y= 3/2 F
= 3/2 F
( ( ))
DC
DC
F
F
Y
Y
DC
DC
F
F
60
60
sen
sen
=
=
C
C
D
D
A
A
B
B
L LF
F
F FCDCD F FBDBDF
F
D
D
F
F
60 60 F FDC (Y)DC (Y) F FDC (X)DC (X) F FBDBD F FDCDC + + L/2 L/2 F FBDBD F FBDBD F FDCDC F FDCDCD
D
F
F
A AYY A AXX= 0= 0C
C
A
A
B
B
L L C CYY + +Para abreviar los cálculos Para abreviar los cálculos
2
2
3
3
60
60
sen
sen
=
=
2
2
1
1
60
60
cos
cos
=
=
( ( ))
DC
DC
F
F
X
X
DC
DC
F
F
60
60
cos
cos
=
=
F FDC (X)DC (X) = F= FDCDC cos 60cos 60( ( ))
X
X
F
F
DC
DC
1
1
2
2
DC
DC
F
F
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
F FACAC F FACAC F FBCBC F FBCBC F FBABA A AXX = 0= 0 F FBABA F FBDBD F FBDBD F FCDCD F FCDCDD
D
F
F
A AYYC
C
A
A
B
B
L L C CYYF
FDC (Y)DC (Y) = F= FDCDCsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
F
F
DC
DC
2
2
3
3
DC
DC
F
F
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
F
F
DC
DC
2
2
3
3
Y
Y
DC
DC
F
F
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFYY= 0= 0 - F + F - F + FDC (Y)DC (Y) = 0= 0 F = F F = FDC (Y)DC (Y) Pero: Pero: FFDC (Y)DC (Y) = F= FDCDCsen 60sen 60
F = F F = FDCDCsen 60sen 60 DESPEJANDO F DESPEJANDO FDCDC
( ( ))
F
F
1,154
1,154
F
F
60
60
sen
sen
1
1
DC
DC
F
F
=
=
=
=
F
F
DCDC= 1,154 F
= 1,154 F
(Compresion)
(Compresion)
∑ ∑ FFXX= 0= 0 - F - FBDBD + F+ FDC (X)DC (X) = 0= 0 F FBDBD = F= FDC (X)DC (X) Pero: Pero: F FDC (X)DC (X) = F= FDCDCcos 60cos 60F
F
BDBD=
=
FFDCDCcos 60cos 60 Pero: F Pero: FDCDC = 1,154 F= 1,154 FF
F
BDBD= (
= (
1,154 F) cos 601,154 F) cos 60F
F
BDBD=
=
0,577
0,577
F
F
(tensión)
(tensión)
NUDO B
NUDO B
∑ ∑ FFXX= 0 = 0 AAXX= 0= 0 ∑ ∑ FFYY= 0= 0 A AYY+ E+ EYY– 400 - 800 = 0– 400 - 800 = 0 F FBCBC F FBCBC F FBABA A AXX= 0= 0 F FBABA F FBDBD F FBDBDD
D
F
F
A AYYC
C
A
A
B
B
L L C CYY F FBCBC F FBABA F FBDBDB
B
FFBABA FFBCBC F FBDBD( ( ))
AB
AB
T
T
Y
Y
BA
BA
F
F
60
60
sen
sen
=
=
FFBA (Y)BA (Y) = T= TBABAsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
F
F
BA
BA
2
2
3
3
BA
BA
F
F
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
F
F
BA
BA
2
2
3
3
Y
Y
BA
BA
F
F
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
BC
BC
F
F
Y
Y
BC
BC
F
F
60
60
sen
sen
=
=
FFBC (Y)BC (Y) = T= TBCBCsen 60sen 60
( ( ))
Y
Y
F
F
BC
BC
2
2
3
3
BC
BC
F
F
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
F
F
BC
BC
2
2
3
3
Y
Y
BC
BC
F
F
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFXX= 0= 0 F FBDBD- F- FBC (X)BC (X) - - FFBA (X)BA (X) = 0= 0( ( ))
X
X
--
F
F
BA
BA
( ( ))
X
X
0
0
BC
BC
F
F
--BD
BD
F
F
=
=
( ( ))
X
X
F
F
BA
BA
( ( ))
X
X
F
F
BD
BD
BC
BC
F
F
+
+
=
=
PERO: PERO:F
F
BDBD= 0,577 F
= 0,577 F
( ( ))
X
X
F
F
BA
BA
( ( ))
X
X
0,577
0,577
F
F
BC
BC
F
F
+
+
=
=
F
F
0,577
0,577
BA
BA
F
F
2
2
1
1
BC
BC
F
F
2
2
1
1
=
=
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
(ECUACIÓN 1)
(ECUACIÓN 1)
∑ ∑ FFYY= 0= 0 FFBC (Y)BC (Y) - - FFBA (Y)BA (Y) = 0= 0
0
0
BA
BA
F
F
2
2
3
3
BC
BC
F
F
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
−
−
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
(ECUACIÓN 2)
(ECUACIÓN 2)
resolver ecuación 1 y ecuación 2 resolver ecuación 1 y ecuación 2
[ [ ]]
3
3
por
por
rr
multiplica
multiplica
F
F
0,577
0,577
BA
BA
F
F
2
2
1
1
BC
BC
F
F
2
2
1
1
=
=
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
60 6000 F FBCBC 60 6000 F FBA (Y)BA (Y) F FBA (X)BA (X) F FBC (X)BC (X) F FBC (Y)BC (Y) F FBDBD F FBABA( ( ))
BA
BA
F
F
X
X
BA
BA
F
F
60
60
cos
cos
=
=
F FBA (X)BA (X) = F= FBABA cos 60cos 60( ( ))
X
X
F
F
BA
BA
1
1
2
2
BA
BA
F
F
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
F
F
BA
BA
2
2
1
1
X
X
BA
BA
F
F
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
BC
BC
F
F
x
x
BC
BC
F
F
60
60
cos
cos
=
=
F FBC (X)BC (X) = F= FBCBCcos 60cos 60( ( ))
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
2
2
1
1
BC
BC
F
F
X
X
BC
BC
F
F
Para abreviar los cálculos Para abreviar los cálculos
2
2
3
3
60
60
sen
sen
=
=
2
2
1
1
60
60
cos
cos
=
=
0
0
BA
BA
F
F
2
2
3
3
--BC
BC
F
F
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
( ( ))
3
3
( (
0,577
0,577
F
F
))
BA
BA
F
F
2
2
3
3
BC
BC
F
F
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
+
+
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
0
0
BA
BA
F
F
2
2
3
3
--BC
BC
F
F
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
F
F
BC
BC
F
F
2
2
3
3
2
2
⎟⎟
⎟⎟
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
F
F
BC
BC
F
F
3
3
=
=
F
F
3
3
1
1
BC
BC
F
F
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
F
F
BCBC= 0,577 F (compresión)
= 0,577 F (compresión)
Reemplazando en la ecuación 2 Reemplazando en la ecuación 20
0
BA
BA
F
F
2
2
3
3
BC
BC
F
F
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
−
−
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
(ECUACIÓN 2)
(ECUACIÓN 2)
( (
))
F
F
BA
BA
0
0
2
2
3
3
F
F
0,577
0,577
2
2
3
3
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
−
−
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
( (
))
F
F
BA
BA
2
2
3
3
F
F
0,577
0,577
2
2
3
3
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
Cancelando terminos semejantes Cancelando terminos semejantes
( (
0,577
0,577
F
F
))
=
=
F
F
BA
BA
F
F
BABA= 0,577 F (tensión)
= 0,577 F (tensión)
NUDO A
NUDO A
F FACAC F FBABA A AYYA
A
L L L/2 L/2 AAYY F FBABA F FACAC L L L/2 L/2 F FACAC F FACAC F FBCBC F FBCBC F FBABA F FBABA F FBDBD F FBDBD F FCDCD F FCDCDD
D
F
F
A AYYC
C
A
A
B
B
L L CCYY2
2
L
L
AC
AC
F
F
L
L
BA
BA
F
F
=
=
L LAC
AC
F
F
2
2
L
L
BA
BA
F
F
=
=
Cancelando términos semejantes Cancelando términos semejantes F FBABA = 2 F= 2 FACAC Pero: F Pero: FBABA= 0,577 F= 0,577 F 0,577 F = 2 F 0,577 F = 2 FACAC
F
F
2
2
0,577
0,577
AC
AC
F
F
=
=
F
F
ACAC= 0,288 F (Compresión)
= 0,288 F (Compresión)
Problema 6.13 bedford edic 4
Problema 6.13 bedford edic 4
La armadura recibe cargas en C y E. Si F = 3 KN, cuales son las fuerzas axiales BC y BE? La armadura recibe cargas en C y E. Si F = 3 KN, cuales son las fuerzas axiales BC y BE?
Σ Σ MMGG= 0= 0 6 (1) 6 (1) + 3 (1 + 3 (1 +1) - A+1) - AYY(1+1+1) = 0(1+1+1) = 0
A
A
Y Y= ½ F
= ½ F
C
C
Y Y= 3/2 F
= 3/2 F
F
F
DCDC= 1,154 F (Compresion)
= 1,154 F (Compresion)
F
F
BDBD=
=
0,577
0,577
F
F
(tensión)
(tensión)
F
F
BCBC= 0,577 F (compresión)
= 0,577 F (compresión)
F
F
BABA= 0,577 F (tensión)
= 0,577 F (tensión)
+ + F FABAB F FABAB F FCBCB F FCBCB F FCACA F FCACA F FEBEB F FEBEB F FECEC FFECEC F FDBDB F FDBDB F FDEDE F FDEDE F FGDGD F FGEGEA
A
XX=0
=0
A
A
Y YG
G
Y Y 6 kN 6 kN 1 m 1 mG
G
E
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 3 kN 3 kN 1 m 1 m 1 m 1 m F FGEGE F FGDGD6 (1) 6 (1) + 3 + 3 (2) - (2) - AAYY(3) = 0(3) = 0 6 6 + + 6 6 – – 3 3 AAYY= 0= 0 6 6 + + 6 6 = = 3 3 AAYY 12 12 = = 3 3 AAYY KN KN 4 4 3 3 12 12 Y Y A A
=
=
=
=
A
A
Y Y= 4 KN
= 4 KN
Σ Σ MMAA= 0= 0 - 3 - 3 (1) (1) - 6 - 6 (1 +1) + (1 +1) + GGYY(1+1+1) = 0(1+1+1) = 0 - - 3 3 - - 6 6 (2) (2) + + GGYY(3) = 0(3) = 0 - - 3 3 - - 12 12 + + 3 3 GGYY= 0= 0 - 15 + 3 G - 15 + 3 GYY= 0= 0 3 G 3 GYY= 15= 15 KN KN 5 5 3 3 15 15 Y Y G G=
=
=
=
G
G
Y Y= 5 KN
= 5 KN
NUDO G
NUDO G
Las ecuaciones de equilibrio para la junta G son: Las ecuaciones de equilibrio para la junta G son:
1 1 5 5 1 1 GE GE F F 2 2 GD GD F F
=
=
=
=
Hallar F Hallar FGDGD 5 5 2 2 GD GD F F=
=
+ + ∑ ∑ FFXX= 0 A= 0 AXX= 0= 0 F FGDGD F FGEGEG
G
Y YG
G
F FGDGD F FGEGEA
A
XXA
A
Y YG
G
Y Y 6 kN 6 kN 1 m 1 mG
G
E
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 3 kN 3 kN 1 m 1 m 1 m 1 m F FGEGE F FGDGD 2 2 11 F FGDGD F FGEGE G GYY= 5 KN= 5 KN 1 1 Hallar F Hallar FGEGE 1 1 5 5 1 1 GE GE F F=
=
F
F
GEGE= 5 KN (Tensión)
= 5 KN (Tensión)
( ( ))
55 2 2 GD GD F F=
=
F
F
GDGD= 7,071 KN (compresión)
= 7,071 KN (compresión)
NUDO D
NUDO D
Las ecuaciones de equilibrio para la junta D son: Las ecuaciones de equilibrio para la junta D son:
1 1 DB DB F F 1 1 DE DE F F 2 2 GD GD F F
=
=
=
=
PERO: PERO:F
F
GDGD= 7,071 KN
= 7,071 KN
1 1 DB DB F F 1 1 DE DE F F 2 2 7,071 7,071=
=
=
=
DB DB F F DE DE F F 5 5=
=
=
=
Hallar F Hallar FDEDE DE DE F F 5 5=
=
F
F
DEDE= 5 KN (TENSION)
= 5 KN (TENSION)
NUDO E
NUDO E
F FDBDB FFDBDB F FDEDE F FDEDE F FGDGD F FGEGEA
A
XXA
A
Y YG
G
Y Y 6 kN 6 kN 1 m 1 mG
G
E
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 3 kN 3 kN 1 m 1 m 1 m 1 m F FGEGE F FGDGD F FGDGD F FDBDB F FDEDED
D
2 2 11 FFDEDE 1 1 F FGDGD F FDBDB Hallar F Hallar FDBDB DB DB F F 5 5=
=
F
F
DBDB= 5 KN
= 5 KN (compresion)
(compresion)
F FEBEB F FEBEB F FECEC FFECEC F FDBDB F FDBDB F FDEDE F FDEDE F FGDGD F FGEGEA
A
XXA
A
Y YG
G
Y Y 6 kN 6 kN 1 m 1 mG
G
E
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 3 kN 3 kN 1 m 1 m 1 m 1 m F FGEGE F FGDGD F FEBEB F FECEC F FDEDE F FGEGE 6 kN 6 kNE
E
( ( ))
EB EB F F Y Y EB EB F F 45 45 sen sen=
=
FFEB (Y)EB (Y) = F= FEBEBsen 45sen 45
( ( ))
YY FFEBEB 2222 EB EB F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
FFEBEB 2 2 2 2 Y Y EB EB F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFYY= 0= 0 F FDEDE - 6 + F- 6 + FEB(Y)EB(Y)= 0= 0 PERO: F PERO: FDEDE = 5 kN= 5 kN 5 5 - 6 - 6 + F+ FEB(Y)EB(Y)= 0= 0 - 1 + F - 1 + FEB(Y)EB(Y)= 0= 0F
F
EB(Y)EB(Y)= 1 KN
= 1 KN
( ( ))
kN kN 1,414 1,414 45 45 sen sen 1 1 45 45 ss Y Y EB EB F F EB EB F F=
=
=
=
=
=
en enF
F
EBEB= 1,414 KN (tension)
= 1,414 KN (tension)
F FEB (X)EB (X) = F= FEBEBcos 45cos 45 F FEB (X)EB (X) = (1,414) cos 45= (1,414) cos 45F
F
EB (X)EB (X)= 1 KN
= 1 KN
∑ ∑ FFXX= 0= 0 F FGEGE - - FFECEC - F- FEB (X)EB (X) = 0= 0 PERO: PERO: F FGEGE= 5 kN= 5 kN F FEB (X)EB (X) = 1 KN= 1 KN F FGEGE - - FFECEC - F- FEB (X)EB (X) = 0= 0 5 5 - - FFECEC - 1- 1 = 0= 0 4 4 - - FFECEC = 0= 0F
F
ECEC= 4 KN (tension)
= 4 KN (tension)
45 4500 F FEB(Y)EB(Y) F FEB(X)EB(X) F FEBEB F FECEC F FDEDE= 5 KN= 5 KN F FGEGE = 5 KN= 5 KN 6 kN 6 kN( ( ))
EB EB F F X X EB EB F F 45 45 cos cos=
=
F FEB (X)EB (X) = F= FEBEB cos 45cos 45( ( ))
XX FFEBEB 2222 EB EB F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
FFEBEB 2 2 2 2 X X EB EB F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
NUDO C
NUDO C
( ( ))
CA CA F F Y Y CA CA F F 45 45 sen sen=
=
FFCA (Y)CA (Y) = F= FCACAsen 45sen 45
( ( ))
YY FFCACA 2222 CA CA F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
FFCACA 2 2 2 2 Y Y CA CA F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFXX= 0= 0 F FECEC - F- FAC (X)AC (X) = 0= 0 F FECEC = F= FAC (X)AC (X) PERO: PERO: F FECEC= 4 kN= 4 kNF
F
AC (X)AC (X)= 4 kN
= 4 kN
F FCA (X)CA (X) = F= FCACAcos 45cos 45( ( ))
5,656kN 5,656kN 0,7071 0,7071 4 4 45 45 cos cos X X CA CA F F CA CA F F=
=
=
=
=
=
F
F
CACA= 5,656 KN (tension)
= 5,656 KN (tension)
( ( ))
FFCACA 2 2 2 2 Y Y CA CA F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
5,6565,656 44KNKN 2 2 2 2 Y Y CA CA F F⎟⎟
⎟⎟
=
=
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
F
F
CA (Y)CA (Y)= 4 kN
= 4 kN
F FCBCB F FCBCB F FCACA F FCACA F FEBEB F FEBEB F FECEC FFECEC F FDBDB F FDBDB F FDEDE F FDEDE F FGDGD F FGEGEA
A
XX=0
=0
A
A
Y YG
G
Y Y 6 kN 6 kN 1 m 1 mG
G
E
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 3 kN 3 kN 1 m 1 m 1 m 1 m F FGEGE F FGDGD F FCBCB F FCACA F FECECC
C
3 kN 3 kN 45 4500 F FCA(Y)CA(Y) F FCA(X)CA(X) F FCACA F FCBCB F FECEC = 4 KN= 4 KN 3 kN 3 kN( ( ))
CA CA F F X X CA CA F F 45 45 cos cos=
=
F FCA (X)CA (X) = F= FCACAcos 45cos 45( ( ))
XX FFCACA 2222 CA CA F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
( ( ))
FFCACA 2 2 2 2 X X CA CA F F⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎠
⎞
⎞
⎜⎜
⎜⎜
⎝
⎝
⎛
⎛
=
=
∑ ∑ FFYY= 0= 0 - F - FCBCB - 3 + F- 3 + FCA(Y)CA(Y) = 0= 0 PERO: PERO:F
F
CA (Y)CA (Y)= 4 kN
= 4 kN
- F - FCBCB - 3 + 4 = 0- 3 + 4 = 0 - F - FCBCB + 1 = 0+ 1 = 0F
F
CBCB= 1 KN
= 1 KN (compresión)
(compresión)
NUDO A
NUDO A
Las ecuaciones de equilibrio para la junta A son: Las ecuaciones de equilibrio para la junta A son:
1 1 Y Y A A 1 1 AB AB F F 2 2 CA CA F F
=
=
=
=
PERO: A PERO: AYY= 4 KN
= 4 KN
1 1 Y Y A A 1 1 AB AB F F=
=
F
F
ABAB= 4 KN (compresión)
= 4 KN (compresión)
Problema 6.14 bedford edic 4
Problema 6.14 bedford edic 4
If you don
If you don''t want the members of the truss to be subjected to an axial load (tension or compression)t want the members of the truss to be subjected to an axial load (tension or compression)
greater than 20 kn, what is the largest acceptable magnitude of the downward force F? greater than 20 kn, what is the largest acceptable magnitude of the downward force F?
0,4166 0,4166 12 12 5 5 tg tgθ θ
=
=
=
=
Ө Ө = arc tg (0,4166)= arc tg (0,4166) Ө Ө= 22,61
= 22,61
00 F FABAB F FABAB F FCBCB F FCBCB F FCACA F FCACA F FEBEB F FEBEB F FECEC FFECEC F FDBDB F FDBDB F FDEDE F FDEDE F FGDGD F FGEGEA
A
XX=0
=0
A
A
Y YG
G
Y Y 6 kN 6 kN 1 m 1 mG
G
E
E
C
C
D
D
A
A
B
B
1 m 1 m 3 kN 3 kN 1 m 1 m 1 m 1 m F FGEGE F FGDGD F FABAB F FCACAA
A
XX=0
=0
A
A
Y Y=
=
4 KN4 KNA
A
F FABAB F FCACAA
A
Y Y=
=
4 KN4 KN 2 2 11 1 1 12 m 12 mD
D
C
C
4 m 4 mB
B
A
A
F F 3 m 3 m α α δ δ β β β β β β Ө Ө 13 m 13 m 12 m 12 m 4 m 4 m 5 m 5 m 3 m 3 m22 22 1,3333 1,3333 3 3 4 4 tg tg β β == == β β = arc tg (1,3333)= arc tg (1,3333) β β = 53,12= 53,1200 NUDO A NUDO A
( ( ))
AB AB F F Y Y AB AB F F 36,87 36,87 sen sen == FFAB (Y)AB (Y) = F= FABABsen 36,87sen 36,87
( ( )) ( ( ))
YY 00,,66 FFABAB AB AB F F ==( ( ))
AC AC F F X X AC AC F F sen senα α ==( ( ))
AC AC F F X X AC AC F F 30,52 30,52 sen sen == FFAC (X)AC (X) = F= FACACsen 30,52sen 30,52
( ( )) ( (
XX 00,,507507))
FFACAC AC AC F F == ∑ ∑ FFXX= 0= 0 F FAC(X)AC(X) - F- FAB (X)AB (X) = 0= 0 0,507 F 0,507 FACAC - 0,8 F- 0,8 FABAB = = 0 0 ECUACION ECUACION 11 ∑ ∑ FFYY= 0= 0 FFAC (Y)AC (Y) - F - F - - FFAB (Y)AB (Y) = 0= 0
β β ++δδ= 90= 9000 δ δ = = 909000-- ββ δ δ= = 909000- 53,12- 53,1200 δ δ = 36,87= 36,8700 δ δ ++ ӨӨ ++ αα = 90= 9000 pero: pero: δ δ= 36,87= 36,8700 Ө Ө = 22,61= 22,6100 δ δ++ ӨӨ ++ αα = 90= 9000 36,87 36,87 + + 22,61 22,61 ++ αα = 90= 9000 α α = 90= 9000- - 36,87 36,87 - - 22,6122,61 α α = 30,52= 30,5200 F FACAC F FAC AC YY F FAC AC XX F F F FABAB F FAB AB YY α α δ δ == 36,8736,8700 F FAB AB XX
( ( ))
AB AB F F X X AB AB F F 36,87 36,87 cos cos == FFAB (X)AB (X) = FAB= FABcos 36,87cos 36,87
( ( )) ( ( ))
XX 00,,88 FFABAB AB AB F F ==( ( ))
AC AC F F Y Y AC AC F F 30,52 30,52 cos cos == FFAC (Y)AC (Y) = F= FACACcos 30,52cos 30,52
( ( )) ( (
YY 00,,86148614))
FFACAC ACAC F
23 23 0,8614 F 0,8614 FACAC - F - F - - 0,6 0,6 FFABAB = = 0 0 ECUACION ECUACION 22 NUDO C NUDO C β β = 53,12= 53,1200
( ( ))
CB CB F F Y Y CB CB F F 53,12 53,12 sen sen == FFCB (Y)CB (Y) = F= FCBCBsen 53,12sen 53,12
( ( )) ( (
YY 00,,79987998))
FFCBCB CB CB F F == ∑ ∑ FFXX= 0= 0 F FCDCD- F- FAC(X)AC(X) - F- FCB (X)CB (X) = 0= 0 F FCDCD– 0,507F– 0,507FACAC - 0,6 F- 0,6 FCBCB = 0= 0 ECUACION 3ECUACION 3 ∑ ∑ FFYY= 0= 0 FFCB (Y)CB (Y) - FAC (Y)- FAC (Y) = 0= 0 0,7998 F
0,7998 FCBCB - 0,8614 F- 0,8614 FACAC= 0= 0 ECUACION 4ECUACION 4 NUDO D NUDO D ∑ ∑ FFXX= 0= 0 D DXX- F- FCDCD = 0= 0 ECUACION 5ECUACION 5 0,507 F 0,507 FACAC - 0,8 F- 0,8 FABAB = = 0 0 ECUACION ECUACION 11 0,8614 F
0,8614 FACAC - F - F - 0,- 0,6 F6 FABAB = = 0 0 ECUACION ECUACION 22 F
FCDCD– 0,507F– 0,507FACAC - 0,6 F- 0,6 FCBCB = = 0 0 ECUACION ECUACION 33
0,7998 F
0,7998 FCBCB - 0,8614 F- 0,8614 FACAC= = 0 0 ECUACION ECUACION 44 D
DXX- F- FCDCD = = 0 0 ECUACION ECUACION 55
DESPEJAMOS F en la ecuación 2 DESPEJAMOS F en la ecuación 2 0,8614 F
0,8614 FACAC - F - F - 0,- 0,6 F6 FABAB = = 0 0 ECUACION ECUACION 22 0,8614 F 0,8614 FACAC - 0,6 F- 0,6 FABAB = = F F ECUACION ECUACION 66 F FCBCB F FCDCD F FACAC C C F FAC(X)AC(X) F FAC(Y)AC(Y) F FCB CB YY αα β β F FCDCD F FACAC F FCB CB XX F FCBCB