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Taller #2 Mecánica de sólidos, Ejercicios de Mecánica de Sólidos Aplicados

Mecanica de sólidos taller #2.

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 13/07/2025

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Sebastián Fuentes Cruces 1114379
Mariana Herrera Rincón 1114382
1. Responda las siguientes preguntas
A. ¿Que es un elemento estructural? Muestre gráficamente 3 elementos
estructurales y explique que tipos de cargas está soportando dicho
elemento. Las imágenes pueden ser fotografías, imágenes de internet o
dibujos.
Un elemento estructural es una parte fundamental de una estructura que
tiene la función de soportar y transmitir cargas. Puede ser una viga,
columna, losa, entre otros.
Ejemplo de tres elementos estructurales y sus cargas:
1. Viga: Las vigas son elementos horizontales que soportan y distribuyen
cargas provenientes de la losa hacia las columnas. Estas cargas
incluyen:
Carga muerta, que corresponde al peso propio de la viga, la losa
y otros elementos estructurales como muros.
Carga viva, originada por el uso del edificio (personas, muebles,
equipos).
Cargas dinámicas, como vibraciones, impactos y fuerzas
adicionales por movimiento.
Cargas sísmicas y de viento, que generan esfuerzos adicionales
en la estructura.
2. Columna: Las columnas son elementos verticales que reciben las
cargas de las vigas y las transfieren hacia la cimentación. Las cargas
que soportan incluyen:
Carga muerta, que es el peso propio de la columna y de los
elementos estructurales que soporta.
Carga viva, proveniente del uso del edificio en diferentes niveles.
Cargas sísmicas y de viento, que pueden inducir esfuerzos de
compresión, tracción y flexión en la columna.
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¡Descarga Taller #2 Mecánica de sólidos y más Ejercicios en PDF de Mecánica de Sólidos Aplicados solo en Docsity!

Mariana Herrera Rincón 1114382

1. Responda las siguientes preguntas A. ¿Que es un elemento estructural? Muestre gráficamente 3 elementos estructurales y explique que tipos de cargas está soportando dicho elemento. Las imágenes pueden ser fotografías, imágenes de internet o dibujos. Un elemento estructural es una parte fundamental de una estructura que tiene la función de soportar y transmitir cargas. Puede ser una viga, columna, losa, entre otros. Ejemplo de tres elementos estructurales y sus cargas: 1. Viga: Las vigas son elementos horizontales que soportan y distribuyen cargas provenientes de la losa hacia las columnas. Estas cargas incluyen: - Carga muerta, que corresponde al peso propio de la viga, la losa y otros elementos estructurales como muros. - Carga viva, originada por el uso del edificio (personas, muebles, equipos). - Cargas dinámicas, como vibraciones, impactos y fuerzas adicionales por movimiento. - Cargas sísmicas y de viento, que generan esfuerzos adicionales en la estructura. 2. Columna: Las columnas son elementos verticales que reciben las cargas de las vigas y las transfieren hacia la cimentación. Las cargas que soportan incluyen: - Carga muerta, que es el peso propio de la columna y de los elementos estructurales que soporta. - Carga viva, proveniente del uso del edificio en diferentes niveles. - Cargas sísmicas y de viento, que pueden inducir esfuerzos de compresión, tracción y flexión en la columna.

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  • Cargas de impacto, por golpes o esfuerzos inesperados. 3. Losa: distribuye las cargas de manera uniforme a las vigas o directamente a las columnas. Las cargas que soporta incluyen:
  • Carga muerta, que es su propio peso y el de los acabados (pisos, impermeabilización).
  • Carga viva, que incluye personas, mobiliario, equipos y maquinaria.
  • Cargas dinámicas, como vibraciones y movimientos debido al uso de la estructura.
  • Cargas sísmicas y de viento, que pueden inducir esfuerzos adicionales dependiendo del tipo de losa y su conexión con los demás elementos. B. ¿Que es un sistema de unidades? ¿Cuál es la importancia de tener run sistema establecido de unidades? ¿Cuál es el más común? Un sistema de unidades es un conjunto de reglas y convenciones para medir magnitudes físicas, permite la uniformidad y coherencia en cálculos e ingeniería, el sistema más común es el Sistema Internacional de Unidades (SI). C. Defina que es el equilibrio de fuerzas Es la condición en la que la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero, lo que significa que el cuerpo no se mueve o se mueve con velocidad constante.

Mariana Herrera Rincón 1114382

σ = F/A

  • Esfuerzo cortante: Actúa tangencialmente a la superficie

τ = P/A “o” τ = P/2A

L. ¿Para qué me sirve la mecánica de solidos? Para analizar y diseñar estructuras, componentes mecánicos y materiales resistentes a fuerzas externas.

2. Calcule los valores de las reacciones 𝑹𝑨 y 𝑹𝑩 para cada caso (2A) W= 15 kN/m L= 5m (→+)ƩMA= 75 kN(2.5 m) - RBY(5 m) RBY= (75 kN*(2.5 m))/(5 m) RBY= 37.5 kN (↑+)ƩFy= RAY - 75 kN + 37.5 kN RAY= 75 kN - 37.5 kN RAY= 37.5 kN (2B) W= 8 kN/m L= 5m D1= 4m D2= 1m (→+)ƩMA= 40 kN (2.5 m) - RBY(4 m) RBY= (40 kN *(2.5 m))/(4 m) RBY= 25 kN

Mariana Herrera Rincón 1114382 (↑+) ƩFy= RAY - 40 kN + 25 kN RAY= 40 kN - 25 kN RAY= 15 kN (2C) W= 10 kn L= 6m D1= 2m D2= 4m P1= 5 kN P2= 10 kN (→+)ƩMA= 5 kN(2 m) + 60 kN(3 m) - RBY(4 m) – 10 kN(6 m) RBY= ( 5 kN(2 m) + 60 kN(3 m) – 10 kN*(6 m))/(4 m) RBY= 32.5 kN (↑+) ƩFy= RAY - 5 kN - 60 kN + 32.5 kN +10 kN RAY= 5 kN + 60 kN – 32.5 kN – 10 kN RAY= 22.5 kN 3. Asuma dos fuerzas P1 y P2 (de igual magnitud y dirección) que son aplicadas axialmente a compresión en los elementos longitudinales A y B respectivamente. El elemento A tiene un área trasversal 100 veces más grande que B, explique: a) Cual sería la diferencia, en términos de esfuerzos, para cada elemento. El esfuerzo normal σ en un elemento sometido a una carga axial es:

Dado que el área de A es 100 veces mayor que la de B (A𝐴=100 = 100 𝐴𝐵), los

esfuerzos en cada elemento son

Mariana Herrera Rincón 1114382 Este cambio de dirección en la carga genera un esfuerzo combinado (normal + cortante) en el elemento B, lo que puede hacer que falle por flexión en lugar de por compresión. Grafico:

  • En el caso axial, el elemento B experimenta un esfuerzo mucho mayor que A.
  • En el caso transversal, el elemento B ahora sufre esfuerzos de flexión y cortante, lo que cambia su comportamiento estructural y su posible modo de falla.

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4. Diseñe los elementos longitudinales y los elementos transversales de los pernos en C y D para unos esfuerzos admisibles normal y cortante respectivamente de 𝝈 = 𝟏𝟓𝟎 𝑴𝑷𝒂 y 𝝉 = 𝟗𝟎 𝑴𝑷𝒂. Asuma una carga vertical de 𝑷 = 𝟒𝟓𝒌𝑵 **ubicada en el centro del elemento tal como se muestra en la figura

  1. Todas las distancias están en metros. Nota: Recuerde diseñar para el caso de carga critica. Parámetros: P = 45 Kn D1 = 2.5 m σ = 150 MPa D2 = 2 m**

τ = 90 MPa

σ = F/A σ = (F/2)/A τ = P/A τ = P/2A

1. Hallar reacciones en los apoyos (→+)ƩMA= 4 5 kN(2.5 m) - RBY(4.5 m) RBY= ( 4 5 kN*(2.5 m))/(4 m) RBY= 25 kN

Mariana Herrera Rincón 1114382

Area”A” = 0.00011 m ₂

Area”B” = P/τ

Area”B” = 0.025MN/( 2 *90MPa)

Area”B” = 0.000138 m ₂