Ejercicios de Momentos en Marcos Sin Desplazamiento Por Hardy Cross (2)

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Ejercicio Cross

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  • 1. Determinar los momentos de extremo del marco que se muestra en la figura. Se muestra el valor relativo de I para cada miembro del marco.

  • PASO 1: Clculo de rigidez

    = 0 = 0

    Nudo B = =

    30 =

    30

    30+

    25

    = 0.45

    =

    25 =

    25

    30+

    25

    = 0.55

    Propiedad suma de rigideces en un nudo es igual a 1

    PASO 2: Clculo de momentos de empotramientos

    = 30

    302202 10 = 133.3

    =30

    302102 20 = 66.7

    =2(252)

    12= 104.2

    = 2 252

    12= 104.2

  • PASO 3: Calculo por Hardy Cross

  • Para el Nudo B, se suma los momentos:

    133.3 + 104.2 = 29.10

    Como el nudo debe estar en equilibrio tendra que sumarse 29.10, pero proporcionalmente a sus rigideces.

    = 29.10 0.4 = 11.64

    = 29.10 0.6 = 17.46

    BA se coloca la mitad a AB, y con el mismo signo

    BC se coloca la mitad a CB, y con el mismo signo

  • Al trmino de iteraciones se suma obtenindose el momento

    = 72.52

    = 121.66

    = 121.66

    = 95.47

  • EJERCICIO 2Calcule los momentos de extremo de la estructura mostrada, Los valores de I son constantes para todos los miembros de esta estructura.

  • PASO 1: Calculo de rigidecesAB = 0

    DC = 0Para empotramiento : 0 entonces FB = 0

    EC = 0

    En el nudo B, encontramos, considerando I constante:

    =3

    41

    25 =

    34

    125

    34

    125 +

    125 +

    120

    = 0.25

    =1

    25 =

    125

    34

    125 +

    125 +

    120

    = 0.33

    Por propiedad, la suma de rigideces en un nudo tiene que ser igual a 1.

    + + = 10.25 + 0.33 + = 1 = 0.42

    Como es simtrico en cuanto a longitudes y apoyos.

    = = 0.25 = = 0.33 = = 0.42

  • PASO 2: Calculo de momentos de empotramiento

    =2

    12= 156.2

    =2

    12= 156.2

    =

    8= 50

    =

    8= 50

    Las otras vigas al no recibir cargas, su momento de empotramiento es 0

  • PASO 3: Realizando las iteraciones

  • Nudo B, se le suma los momentos

    156.2 + 50 = 106.2

    Y como el nudo debe estar en equilibrio tendra que sumarse 106.2, pero proporcionalmente a su rigidez:

    = 0.25 106.2 = 26.55 = 0.33 106.2 = 35.05 = 0.42 106.2 = 40.60

    De BF se coloca la mitad a FB, y con el mismo signo.

    Nudo C, se suma los momentos y como debe estar en equilibrio; se coloca con el signo cambiado pero proporcionalmente a su rigidez.

    = 0.33 156.2 = 51.55 = 0.25 156.2 = 39.05 = 0.42 156.2 = 65.60

    CE se coloca la mitad a FB, con el mismo signo.Al tener los nudos B y C en equilibrio, colocamos el ultimo momento en el otro nudo, es decir.

    =25.05

    2= 17.53, = 17.53

    =51.55

    2= 25.78, = 25.78

    Luego se busca el equilibrio en los nudos y se realizan las iteraciones hasta que a partir de ellos no se considere grande su efecto en los momentos.

  • Al termino de las iteraciones se suma, obtenindose el momento

    = 0 = 33.72

    = 140.37 = 106.65 = 21.67 = 119.25 = 44.49 = 74.76 = 37.39

    = 0