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Ejercicios Resueltos de Ingeniería Civil: Análisis Estructural, Ejercicios de Análisis Estructural

EJERCICIOS RESUELTOS DEL CURSO DE ANAILISIS ESTRUCTURAL CAPITULO 11

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 07/07/2022

eduard-anthony
eduard-anthony 🇵🇪

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bg1
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
1
EJERCICO N.º 01:
I10.00068=
A10.09=
L13=
I20.00068=
A20.09=
L24=
SOLUCION:
Q - q P P
PROBLEMA PRIMARIO:
4 m
3 m
5 T/m
2 T
1
2
1
2
3
3
6
1
24 5
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b

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EJERCICO N.º 01 :

I 1 =0.

A 1 =0.

L 1 = 3

I 2 =0.

A 2 =0.

L 2

= 4

SOLUCION:

Q - q P – P

PROBLEMA PRIMARIO:

4 m

3 m

5 T/m

2 T

1

2

3

3

6

1

2 4 5

El A y k son:

A

1 3 1 3 0 0 0

− 1

0 0 1 1 4 1 4 0 0 1 0 1 0 0                          

=

K =AT^  kA

k

4E I 1 L 1 2E I 1 L 1

0

0

0

0

2E I 1 L 1 4E I 1 L 1

0

0

0

0

0

0

A 1 E L 1

0

0

0

0

0

0

4E I 2 L 2

2E I 2 L 2

0

0

0

0

2E I 2 L 2

4E I 2 L 2

0

0

0

0

0

0

A 2 E L 2

                                         

=

E

k

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0

0 0 0

0 0 0

0

0 0 0

0

0 0 0 0 0

               

=

K =AT^  kA

K

0

0

=

EL VECTOR DE CARGAS GENERALIZADAS ES:

Q

2 − 10

− 6.

=

2 T

10 T

-6.6667 T/m

Ejercicio N°: 03

Solución

Rigidez de los elementos

𝑘 1 = [

]

𝑘 2 = [

]

[

2 𝐿 ]

[

𝐿 ]

Matriz de Rigidez de la estructura

𝐾 = ∑^ 𝐴𝑖𝑡𝑘𝑖^ 𝐴𝑖

9

𝑖 = 1

EJERCICIO Nº 04

Resolver completamente la siguiente estructura por el Método de los Desplazamientos.

SOLUCIÓN

1

2

3

4

S istema Q-q

Matriz de compatibilidad A tal que: p=A q

L

L

L

L

L

L

A

S istema P-p

1

3 2

4

5 6

7

8

9 10

Deformaciones ”p”que se obtienen multiplicando A q.

Ejercicio N° 05

Para resolver este ejercicio tendremos que hallar un momento equivalente en el punto medio del

primer elemento para la carga mostrada en la figura esto para evitar tener más grados de

libertad. Por lo tanto se reduce a la siguiente estructura

3

3 2 tn

5 tn

6

2,

5 tn

6.25 tn-m

5 tn

6.25 tn-m

Q

q KK

− 1  Qfloat 3

−89. − 32.

−692. − 123.

= →

𝐾 = ∑^ 𝐴

(𝑖)𝑡

. 𝑘

(𝑖)𝑡

3

𝑖 = 0

(𝑖)

Y como

𝑞 = 𝐾−^1. 𝑄Teniendo como a Q

Ahora sabemos que

KK 2 A 11 T^  k 13 A 11 + A 22 T^  k 2 A 22 float 3

0

−0. 0 0

0

0 −0.

0 −0.

−0. 0 0

0 0

0 −0. − 0. 0

−0.

0

0 −0.

= →

p A q float 3

−16. − 89.

0 −107.

− 107. − 692.

= →

p 1

−16. − 89.

= p 2

158 0

= p 3

− 107

− 107 − 692

=

P 1 k 13  p 1 float 3

   

   

P 2 k 2  p 2 float 3

   

   

P 3 k 13  p 3 float 3

   

   

k 13

4 E I L 2E I L

0

2E I L 4 E I L

0

0

0

E A 1

L

16 3 8 3

0

8 3 16 3

0

0

0

1 6

→ float 3

0

0

0 0

= →

k 2

4 E I 2

L 2E I 2

L

0

2E I 2

L 4 E I 2

L

0

0

0

E A 2

L

4 3

2 3

0

2 3

4 3

0

0

0

1 6

→ float 3

0

0

0 0

= →

Quedando la estructura de la siguiente forma

-15 tn

196 tn -m

256 tn -m

-116 tn

-45.5 tn-m

40.7 tn -m

-856 tn -m

-856 tn-m

𝑘^1 = 𝑘^9 = 𝑘^4 = 0. 6667

𝑘^2 = 𝑘^3 = 𝑘^5 = 𝑘^6 = 0. 2000

𝑘^7 = 𝑘^8 = 0. 5145

Matriz de Rigidez de la estructura

𝐾 = ∑^ 𝐴𝑖𝑡𝑘𝑖^ 𝐴𝑖

9

𝑖 = 1

[

0. 6667 ]

Para las cargas mostradas en la figura el vector de cargas generalizadas resulta:

[

0. 0000 ]

No se ha detallado el cálculo de las matrices A,K,Q debido a que ya se sabe cómo se

halla.

Para obtener el vector de coordenadas generalizadas “q” se debe resolver el siguiente

sistema de ecuaciones:

[

− 36. 7134 ]

A = [

]

Matriz de rigidez de la estructura: 𝑲 = ∑^ 𝑨(𝒊)𝒕^ 𝑲(𝒊)^ 𝑨(𝒊) Tenemos:

𝐴(^1 )𝑡𝑘(^1 )𝑡𝐴(^1 )^ = 𝐴(^2 )𝑡^ 𝑘(^2 )𝑡𝐴(^2 )^ = 𝐴(^3 )𝑡𝑘(^3 )𝑡^ 𝐴(^3 )^ = [

]

Por lo tanto:

𝐾 = [

]

Vector de cargas “Q”:

𝑄 = [

]

Vector de coordenadas “q” que se obtiene de la solución de Q = K q

 

 

= LP

q

  1. 22

0

Deformaciones ”p”que se obtienen multiplicando A q.

= − 

  

− 

=

LP

LP LP

p

  1. 19

  2. 19

0

  1. 22

0

  1. 5 0. 87

  2. 5 0. 87

0 0

Fuerzas Internas: P=k p

= −

=

P

P

LP

LP

L

L

L

P

  1. 19

  2. 19

0

  1. 19

  2. 19

0

0 0 1 /

0 1 / 0

1 / 0 0

EJERCICIO N° 8

Reduciendo las cargas a los nudos

Sistema Q-q Sistema P-p

La rigidez para todos los elementos es: