Problema 2 (Turno de Tarde) · Estructuras I UPC 2017

Tema: Pórticos hiperestáticos por compatibilidad (método de las fuerzas) · Del examen Examen Parcial de Estructuras I (16 de marzo de 2017) (2017)

Enunciado

Contexto

Asignatura: Estructuras I • Convocatoria: Examen parcial (Curso 2016/17, 16 de marzo de 2017).

Se presentan las dos variantes propuestas en la prueba (turno de mañana y turno de tarde). En ambas, las barras presentan idéntico material y sección, con las siguientes propiedades elásticas y geométricas:

Módulo de elasticidad longitudinal: E=2×106 T/m2E = 2 \times 10^6\text{ T/m}^2

Momento de inercia de la sección: I=0,0032 m4I = 0{,}0032\text{ m}^4

Rigidez a flexión: EI=6400 T⋅m2EI = 6400\text{ T}\cdot\text{m}^2

Dado el pórtico hiperestático de grado 1 representado en la figura, con nudo articulado en DD:

a)

Obtenga las reacciones en todos los apoyos:

b)

Trace el diagrama de esfuerzos cortantes acotando los valores característicos.

c)

Trace el diagrama de esfuerzos axiles acotando los valores característicos.

Enunciado: Problema 2 (Turno de Tarde) · Estructuras I UPC 2017

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Reacción horizontal en el apoyo A (FAHF_{AH})

Solución: 2,90 T

a) Reacción vertical en el apoyo A (FAVF_{AV})

Solución: 8,80 T

a) Reacción horizontal en el apoyo C (FCHF_{CH})

Solución: 1,10 T

a) Reacción vertical en el apoyo C (FCVF_{CV})

Solución: 22,07 T

a) Reacción vertical en el apoyo F (FFVF_{FV})

Solución: 9,13 T

b) Diagrama de esfuerzos cortantes y c) Diagrama de esfuerzos axiles

Solución: b. Diagrama de esfuerzos cortantes: • Tramo A−BA-B (2 m): lineal desde +8,80 T+8{,}80\ \mathrm{T} en AA hasta +2,80 T+2{,}80\ \mathrm{T} en BB. • Pilar B−DB-D (4 m): constante de valor 2,90 T2{,}90\ \mathrm{T}. • Tramo D−ED-E (4 m): lineal que arranca en +0,80 T+0{,}80\ \mathrm{T} tras la articulación en DD y cae hasta −7,20 T-7{,}20\ \mathrm{T} a la izquierda de EE. • Tramo E−FE-F (6 m): arranca en +14,87 T+14{,}87\ \mathrm{T} y desciende de forma continua hasta −9,13 T-9{,}13\ \mathrm{T} en el apoyo FF. c. Diagrama de esfuerzos axiles: • Tramo inferior A−BA-B: tracción pura con valor constante de N=2,90 TN = 2{,}90\ \mathrm{T}. • Pilar B−DB-D: compresión axial uniforme de N=2,80 TN = 2{,}80\ \mathrm{T}. • Tramo superior D−ED-E: tracción uniforme de N=1,10 TN = 1{,}10\ \mathrm{T}. • Pilar central C−EC-E: compresión uniforme de N=22,07 TN = 22{,}07\ \mathrm{T}. • Tramo E−FE-F: axil nulo (N=0N = 0).

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