1TRABAJO PRACTICO Nro. 10- FLEXION COMPUESTA Y OBLICUA1) Para el sistema mostrado en la fig., determine el esfuerzo de tra ccin

mximo combinado en cada viga en voladizo horizontal cuando secuelga una carga esttica de 10000 lb del sistema de cables instaladoentre ellas. Las vigas son vigas Doble Te Aluminun Association, de 61x 4,03. Las propiedades de la viga son A = 3,427 in2 y S = 7,33 in3 .; lasvigas tienen que ser de aleacin de aluminio 6061 -T6; Verificar latensin de trabajo, considerando que la tensin admisible del materiales de 18.000 psi-

CONSIGNA DE REFLEXIONa) En un corte de seccin transversal de un miembro sometido a

compresin, demuestre la distribucin de tensionesb) En un corte de seccin transversal de un miembro sometido a traccin,

demuestre la distribucin de tensionesc) En un corte de seccin transversal de un miembro sometido a flexin

Pura, demuestre la distribucin de tensiones.d) En un corte de seccin transversal de un miembro sometido a flexin

compuesta, demuestre una de las posibles distribucin de tensiones -

2) Una mesa de jardn en un parque se arm con tabla circular soportadapor un tubo firmemente encajado en concreto, como se muestra en alfig. Calcule el esfuerzo mximo en el tubo si una persona de 135 kg demasa se sienta en el borde la mesa. El tubo es de aleacin de aluminiocon dimetro externo de 170 mm y dimetro interno de 163 mm. Elaluminio es 6061-T4 (fl = 145 MPa; U = 241 MPa). Calcule el factor dediseo resultante basado tanto en la resistencia a la cedencia como en

2la resistencia mxima. Comente luego sobre la conveniencia deldiseo.

CONSIGNA DE REFLEXIONa) Todos los materiales tienen la misma capacidad de resistir tensiones

de compresin y/o de traccin? Justifique respuesta .

3) La estructura mostrada en la figura consiste de una viga W 10 x 112 deacero laminado AB y de dos elementos cortos soldados y aadidos ala viga. a) Dibuje los diagramas de cortante y de momento flectorpara la viga y la carga dada. b) Determine el esfuerzo normal mximoen las secciones justo a la izquierda y justo a la derecha del punto D.

CONSIGNA DE REFLEXIONa) En un corte de seccin transversal de un miembro sometido a

solicitacin de corte, demuestre la distribucin de tensiones .b) En un corte de seccin transversal de un miembro sometido a torsin,

demuestre la distribucin de tensiones .c) Cmo se combinan las tensiones normales y tangenciales? Justifique

34) Una viga de madera de 10 cm x 15 cm, soporta una cargauniformemente distribuida en un plano que forma un ngulo = 30con el eje vertical de la misma. Determinar la posicin del eje neutro ycalcular las tensiones en el punto C ubicado en z = -2 cm, y = 2 cm.

CONSIGNA DE REFLEXIONa) Por qu decimos que este problema es de flexin oblicua?b) A qu denominamos ejes principales de inercia de la seccin

transversal?

5) Una viga de madera con un tramo en voladizo de 12 ft de longitud conun claro de 8 ft AB se disear para soportar las cargas distribuidas yconcentradas que se muestra en la figura. Sabiendo que se utilizarmadera de ancho nominal de 4 in. (ancho real de 3,5 in.) con unesfuerzo permisible de 1,75 ksi., determine el espesor mnimorequerido h de la viga. Qu ocurrir con esa viga se aplica ademsuna carga horizontal H = 100 lb? Cmo podemos saber si esa alturaes ahora suficiente?

CONSIGNA DE REFLEXIONa) La madera tiene el mismo valor de tensin permisible tanto a traccin

como a compresin?

4b) Si la fuerza H en lugar de actuar en forma centrada actuase en formaexcntrica. Qu efectos adicionales producira en la seccintransversal?

6) Dos placas de acero, cada una de 16 mm de espesor, se sueldan,como se indica en la figura, a una viga W690x125 (W = 3510 X 106

mm4) para reforzarla. Si perm = 160 MPa tanto para la viga como paralas placas, determine el valor de a) la longitud de las p lacas, b) elancho de las placas.

CONSIGNA DE REFLEXIONa) Cul es el motivo de tener que reforzar una viga metlica a travs de

pletinas de acero?b) Qu situacin planteara el hecho de que la placa se atornille en lugar de

soldarse?

7) Sabiendo que el cortante vertical es de 50 kips en una seccinlaminada de acero W610 x 68, determinar el esfuerzo cortantehorizontal en la aleta superior en un punto a localizado a 4,31 in. Delborde de la viga. Las dimensiones y otros datos geomtricos de laseccin se dan en La fig. b) Resuelva el problema anterior suponiendoque se han soldado platinas de 0,75 x 12 in. a las aletas de la viga W10X 68 por medio de soldaduras de filete continuas, como se muestra enla figura.

5CONSIGNA DE REFLEXIONa) Qu conclusiones puede establecerse en el hecho de haber reforzado

la seccin con pletinas respecto del valor de la tensin de corte ?b) Le parece que se justifica reforzar la seccin para mejorar el valor de la

tensin de corte? En tal caso qu solicitacin podramos mejorar conun refuerzo de seccin transversal? Justificar.

8) Una viga tubular ACB de longitud L = 60 in est soportada en susextremos por pasadores y cargada por una fuerza inclinada P en supunto medio. La distancia desde el punto de aplicacin de la carga Pal eje longitudinal del tubo es d = 5,5 in. La seccin transversal deltubo es cuadrada con dimensin exterior b = 6 in., rea A = 20,00 in 2 ymomento de inercia I = 86,67 in 4.

Determine los esfuerzos mximos de tensin y compresin en laviga debidos a una carga P = 1000 lb.

CONSIGNA DE REFLEXIONa) Qu ocurrira con el valor de las tensiones si la carga fuera vertical?b) Qu ocurrira con la tensin normal si la ca rga fuera de direccin

horizontal?

69) Al taladrar un agujero con berbiqu y barrena, se ejerce una fuerzahacia abajo P = 25 lb sobre la mani ja del berbiqu (vase la figura). Eldimetro de la manivela es d = 7/16 in y su excentricidad lateral es b =4 7/18 in. Determine los respectivos esfuerzos mximos de traccin ycompresin t y c, en la manivela-

CONSIGNA DE REFLEXIONa) Tendra alguna ventaja el hecho de que la seccin transversal fuese

hueca en vez de ser de seccin llena? Justificar.

10)Un poste de aluminio para el alumbrado pblico pesa 2300 N y soportaun brazo que pesa 330 N. El centro de gravedad del brazo est a 1,20m del eje del poste. El dimetro exterior del poste (en su base) es de225 mm y su espesor es de 18 mm.

Determine los esfuerzos mximos de tensin y compresin, t y c,respectivamente, en el poste (n su base) debido a los pesos.

7CONSIGNA DE REFLEXIONa) Cul es el objetivo de hallar las mximas tensiones de traccin y

compresin?

OPCIONALES

11)Una viga metlica con claro L = 3 ft est simplemente apoyada en lospuntos A y B . La carga uniforme sobre la viga (incluido su peso) es q= 160 lb/in. La seccin transversal de la viga es rectangular con anchob = 1 in y altura h = 4 in. La viga est bien soportada contra pandeolateral. Determine los esfuerzos normal c y cortante c en el punto C,localizado a 1 in debajo de la parte superior a la viga y a 8 in delsoporte derecho. Muestre estos esfuerzos en un croquis de unelemento de esfuerzo en el punto C.

12)Una barra de acero de seccin transversal circular slida est sometida auna fuerza de tensin T 0 26 kN y a un momento flexionante m 0 2,7 kN.m

8. Con base en un esfuerzo permisible en traccin de 125 MPa, determineel dimetro d requerido para la barra. (Desprecie el peso propio de labarra).

13) Dos cables, Cada uno con una fuerza de tensin P = 1200 lb, estnunidos por pernos a un bloque de acero ( Vea la figura). El bloque tieneespesor t = 1 in y ancho b= 3 in.

a) Si el dimetro d dek cable es de 0,25 in,. Cules son los esfuerzosmximos de tensin y compresin, t y c, respectivamente, en elbloque?

b) Si el dimetro del cable se incrementa (sin cambiar la fuerza P).Qu pasa con los esfuerzos mximos de traccin y compresin?