




























































































Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
El cálculo de la inercia centroidal de secciones compuestas y el cálculo de las tensiones normales máximas en estas secciones. El documento incluye ejemplos con secciones rectangulares y parabólicas, así como el cálculo de las dimensiones necesarias de una sección transversal para igualar la resistencia de las fibras traccionadas y comprimidas. Además, se incluyen ecuaciones y valores numéricos para la resolución de los problemas.
Tipo: Ejercicios
1 / 259
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
El presente texto está dedicado.
A mi madre Anastacia, que, con su incondicional apoyo y cariño me permiten cada día
ser una mejor versión de mí mismo.
A mi hermano menor Kenny, a quien trato de darle el mejor ejemplo como persona y
guiar su camino en la vida.
A mi querida facultad nacional de ingeniería FNI, donde tuve el honor de pasar por sus
aulas y formarme académicamente y profesionalmente.
Al Ing. Hugo Mercado Castellon docente de la materia Resistencia de Materiales I – civ
2202 en la FNI-UTO. Decir que gran parte de los conocimientos que hoy poseo, referente a esta
materia, lo he adquirido gracias a la dedicación y esfuerzo que usted impartió en mis épocas
como estudiante y auxiliar
Este texto de mecánica de materiales II, ha sido elaborado especialmente para los estudiantes
que cursan la materia CIV-2203 “Resistencia de Materiales II” de la FNI (Facultad Nacional de
Ingeniería), y para cualquier estudiante/profesional que esté interesado en esta fascinante
materia.
El contenido de este libro está dirigido a la necesidad del estudiante de tener problemas
desarrollados minuciosamente y con una gran cantidad de gráficas , esto para una mejor
comprensión del estudiante, cabe aclarar que todos los resultados fueron trabajados con una
calculadora científica, en donde no se tomó en cuenta ningún tipo de redondeo, y el lector debe
tomar en cuenta esto mismo, al momento de estudiar y volver a resolver el problema.
El libro se ha desarrollado en 10 capítulos, en donde cada capítulo contiene 10 problemas, lo
que da un total de 100 problemas. Cabe aclarar que el primer capítulo se lo denomino repaso ,
y es en este mismo donde se repasara temas y métodos que el estudiante debe comprender
previamente, para poder tener una mejor comprensión de los demás capítulos.
Los problemas de este texto fueron extraídos de distintos exámenes propuestos por los
ingenieros que dictan dicha materia “Resistencia de Materiales I y II” FNI-UTO, así mismo se
existe una gran cantidad de problemas del texto “Problemas de Resistencia de Materiales -
Miroliúbov” que el estudiante debe revisar previamente.
En cada capítulo se presente una metodología de resolución de los problemas, esto para una
mejor comprensión del estudiante, además un punto fuerte de este libro es que algunos
problemas fueron resueltos con dos procedimientos distintos y obteniendo los mismos
resultados.
Oruro, noviembre de 2020
Emar Adilson Ventura Llave
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CAPITULO I - REPASO
CAPITULO I
REPASO
PROBLEMA 1
Determinar el momento flector máximo Mmax y la fuerza cortante máxima Qmax de la viga mostrada.
Además, diagramar dichas fuerzas internas.
Equilibrio Externo E.E. (reacciones de apoyo)
E
A
𝐀
A
E
𝐄
Equilibrio Interno E.I. (fuerzas internas)
TRAMO AB origen x en A
Mx = V
A
x
Qx = +
Mx
dx
TRAMO DE origen x en E
Mx = − 20 + V
E
x
Qx = −
Mx
dx
𝐱 [𝐦] 𝐌 [𝐊𝐍 · 𝐦]
A 0 0
B 1 +89.
𝐱 [𝐦] 𝐌 [𝐊𝐍 · 𝐦]
E 0 - 20
D 1 +60.
y
x
σcomp
σtracc
z
M y
dA
C 1
C 2
h
b
x
y
z
z
y
dA
cg
ρ=radio de cu
rvatura
dθ
M
P
N
Q
a
b
c
d
c'
dθ
O
EN
M M
y
P'
Q'
dx
dθ
dθ
O
c'
d
y
ρ
b
a
b
M P
Q N
L
A B
q (carga distribuida por peso propio)
M
N
P
Q
b
h
y
z
y
z
x EN
L
Q=
Mmax=qL^2/
qL/
qL/
(—)
(+)
(+) (+)
+
—
—
+
Q
M
R RB
Q
Q
M
N N
y
z
dA
EN
y
z
σ comp
σ
tracc
σ
y
σcomp
σtracc
z
M y
dA
C 1
C 2
h
b
x
y
z
z
y
dA
cg
ρ=radio de cu
rvatura
dθ
O
EN
M M
y
dx
σ
=
σ
tracc
σ
comp
σ
σ=
q 1 =30 [KN/m]
P 1 =80 [KN]
M 1 =40 [KN·m] P 2 =40 [KN] M 2 =20 [KN·m]
q 2 =20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN] 40 [KN·m] 20 [KN·m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
x
x
A B C D E
20 [KN/m]
C D
x
VA VE
40.7143 [KN]
60.7143 [KN·m]
30 [KN/m]
x
B C
80 [KN]
x=2.9762 [m]
(+)
(+)
Q
—
(—)
(—)
[KN]
Q=
89.2857 [KN]
49.2857 [KN·m]
30 [KN/m]
80 [KN]
4
40 [KN·m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.
A B C
VA
x=2.9762 [m]
(+)
(+)
Q
—
(—)
[KN]
Q=
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
q 1 =30 [KN/m]
P 1 =80 [KN]
M 1 =40 [KN·m] P 2 =40 [KN] M 2 =20 [KN·m]
q 2 =20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN·m] 40 [KN] 20 [KN·m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2. 1.0 [m]
x
x
A B C D E
20 [KN/m]
C D
x
VA VE
40.7143 [KN]
60.7143 [KN·m]
30 [KN/m]
x
B C
80 [KN]
89.2857 [KN]
49.2857 [KN·m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN]
20 [KN·m] 40 [KN·m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
A
B C
D E
VA VE
x=2.9762 [m]
(+)
(+)
Q
—
(—)
(—)
[KN]
Q=
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
TRAMO CD origen x en D
Resultante de fuerzas al punto D
D
D
E
D
E
Mx = 60. 7143 + 40. 7143
x
x
x
2
Mx= 𝟔𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑 + 𝟒𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑𝐱 + 𝟏𝟎𝐱
𝟐
Qx = −
Mx
dx
TRAMO BC origen x en B
Resultante de fuerzas al punto B
B
B
A
B
A
B
Mx = 49. 2857 + 89. 2857
x
x
x
2
𝟐
Qx =
Mx
dx
Si: Qx = 0 → Mx = Mmax
Qx = 89. 2857 − 30x = 0 → 𝐱 = 𝟐. 𝟗𝟕𝟔𝟐 [𝐦]
Mx = Mmax = 49. 2857 + 89. 2857 ( 2. 9762 )
2
¡ solución!
∴ 𝐐𝐦𝐚𝐱 = 𝟖𝟗. 𝟐𝟖𝟓𝟕 [𝐊𝐍] ¡ solución!
𝐱
[ 𝐦
] 𝐌
[ 𝐊𝐍 · 𝐦
] 𝐐
[ 𝐊𝐍
]
D 0 +60.7143 - 40.
1 +111.4286 ∕
C 2 +182.1429 - 80.
𝐱
[ 𝐦
] 𝐌
[ 𝐊𝐍 · 𝐦
] 𝐐
[ 𝐊𝐍
]
B 0 +49.2857 +89.
1.5 +149.4643 ∕
C 3 +182.1429 - 0.
1.0 [m]
N] 20 [KN·m]
1.0 [m]
x
D E
VE
40.7143 [KN]
60.7143 [KN·m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN]
20 [KN·m] 40 [KN·m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
A
B C
D E
VA VE
x=2.9762 [m]
(+)
(+)
M
—
Q
—
(—)
(—)
[KN]
Q=
Mmax
20
(+)
(-)
(+)
(+)
(+)
[KN·m]
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES M
M
E
= 89. 2857 ( 7 ) − 40 − 15 ( 7 − 1 )
2
− 80 ( 7 − 4 ) + 10 ( 7 − 4 )
2
2
− 40 ( 7 − 6 ) − 10 ( 7 − 6 )
2
M
E
= −𝟐𝟎
[ 𝐊𝐍 · 𝐦
]
Evaluando la función de 𝐐𝐱
Q
A
= 𝟖𝟗. 𝟐𝟖𝟓𝟕 [𝐊𝐍]
Q
B
= 89. 2857 − 30 ( 1 − 1 ) = 𝟖𝟗. 𝟐𝟖𝟓𝟕 [𝐊𝐍]
Q
C
= 89. 2857 − 30 ( 4 − 1 ) = −𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑 [𝐊𝐍]
Q′
C
= 89. 2857 − 30
( 4 − 1
) − 80 + 20
( 4 − 4
) = −𝟖𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑
[ 𝐊𝐍
]
Q
D
= 89. 2857 − 30 ( 6 − 1 ) − 80 + 20 ( 6 − 4 ) + 30 ( 6 − 4 ) = −𝟒𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑 [𝐊𝐍]
Q′
D
= 89. 2857 − 30
( 6 − 1
) − 80 + 20
( 6 − 4
)
( 6 − 4
) − 40 = −𝟖𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑
[ 𝐊𝐍
]
Q′
E
= 89. 2857 − 30 ( 7 − 1 ) − 80 + 20 ( 7 − 4 ) + 30 ( 7 − 4 ) − 40 − 20 ( 7 − 6 ) = −𝟖𝟎. 𝟕𝟏𝟒𝟑 [𝐊𝐍]
𝐱 [𝐦] 𝐌 [𝐊𝐍 · 𝐦] 𝐐 [𝐊𝐍]
A 0 0 +89.
B 1 〈
〉 +89.
2.5 +149.4643 ∕
C 4 +182.1429 〈
− 0. 7143
− 80. 7143
〉
5 +111.4286 ∕
D 6 +60.7143 〈
− 40. 7143
− 80. 7143
〉
E 7 - 20 - 80.
Si: Qx = 0 → Mx = Mmax
Antes de 4
m
x≥ 1
Mx = Mmax = 89 .2857x −
x≥ 1
x − 1
2
x≥ 1
Mmax = 89. 2857 ( 3. 9762 ) − 40 − 15 ( 3. 9762 − 1 )
2
𝐌𝐦𝐚𝐱 = 𝟏𝟖𝟐. 𝟏𝟓𝟏𝟒
[ 𝐊𝐍 · 𝐦
]
¡ solución!
∴ 𝐐𝐦𝐚𝐱 = 𝟖𝟗. 𝟐𝟖𝟓𝟕 [𝐊𝐍] ¡ solución!
20 [KN·m]
[m]
E
VE
m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN]
20 [KN/m] 40 [KN/m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.
[m]
A B C D E
VA VE
x=3.9762 [m]
(+)
(+)
M
—
Q
—
(—)
(—)
[KN]
Q=
Mmax
20
(+)
(-)
(+)
(+)
(+)
[KN·m]
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES M
M 2 =20 [KN·m]
[m]
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CAPITULO I - REPASO
PROBLEMA 3
Determinar el momento flector máximo Mmax y la fuerza cortante máxima Qmax de la viga mostrada.
Además, diagramar dichas fuerzas internas.
Equilibrio Externo E.E. (reacciones de apoyo)
E
A
𝐀
A
E
𝐄
Equilibrio Interno E.I. (fuerzas internas)
Fuerzas cortantes Q
A
A
B
A
C
A
C
A
E
E
D
E
D
E
Momentos flectores M
A
B
A
B
A
BC
A
BC
C
A
C
y
x
σcomp
σtracc
z
M y
dA
C 1
C 2
h
b
x
y
z
z
y
dA
cg
ρ=radio de cu
rvatura
dθ
M
P
N
Q
a
b
c
d
c'
dθ
O
EN
M M
y
P'
Q'
dx
dθ
dθ
O
c'
d
y
ρ
b
a
b
M P
Q N
L
A B
q (carga distribuida por peso propio)
M
N
P
Q
b
h
y
z
y
z
x EN
L
Q=
Mmax=qL^2/
qL/
qL/
(—)
(+)
(+) (+)
+
—
—
+
Q
M
R
RB
Q
Q
M
N N
y
z
dA
EN
y
z
σ comp
σ tracc
σ
y
σcomp
σtracc
z
M y
dA
C 1
C 2
h
b
x
y
z
z
y
dA
cg
ρ=radio de cu
rvatura
dθ
O
EN
M M
y
dx
σ
=
σ
tracc
σ
comp
σ
σ=
q 1 =30 [KN/m]
P 1 =80 [KN]
M 1 =40 [KN·m] P 2 =40 [KN] M 2 =20 [KN·m]
q 2 =20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN/m] 40 [KN] 20 [KN/m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
A B C D E
x
(+)
(+)
Q
—
(—)
(—)
[KN]
Q=
3-x
M
—
Mmax
20
(+)
(+)
(+)
(+)
[KN·m]
(-)
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES M
VA VE
q 1 =30 [KN/m]
P 1 =80 [KN]
P 2 =40 [KN]
M 1 =40 [KN·m] M 2 =20 [KN·m]
q 2 =20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.
[m]
30 [KN/m]
80 [KN]
40 [KN/m] 40 [KN] 20 [KN/m]
20 [KN/m]
1.0 3.0 2.0 1.0 [m]
A
B C
D E
x
(+)
(+)
Q
—
(—)
(—)
[KN]
Q=
3-x
M
—
Mmax
20
(+)
(+)
(+)
(+)
[KN·m]
(-)
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES M
VA VE
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CAPITULO I - REPASO
PROBLEMA 4
Determinar el momento flector máximo Mmax y la fuerza cortante máxima Qmax de la viga mostrada.
Además, diagramar dichas fuerzas internas.
Características geométricas
CD
2
2
α = tan
− 1
3
Equilibrio Externo E.E. (reacciones de apoyo)
D
A
1
2
2
3
( 3 )] + 2 cos( 40 ) ( 1. 5 )
3
2
𝐀
A
D
1
2
− 2 sin
𝐃
D
𝐃
Equilibrio Interno E.I. (fuerzas internas)
TRAMO AB origen x en A
4
3
qx
x
𝟒𝐱
𝟑
Mx = V
A
x
x
x
2
1
2
x
4x
3
x
3
𝟐
𝟐
𝟗
𝟑
Qx =
Mx
dx
𝟐
𝟑
𝟐
𝐱
[ 𝐦
] 𝐌
[ 𝐭 · 𝐦
] 𝐐
[ 𝐭
]
A 0 0 +8.
1.5 +8.5175 +3.
B 3 +12.535 +2.
y
x
σcomp
σtracc
z
M y
dA
C 1
C 2
h
b
x
y
z
z
y
dA
cg
P
Q
b
d
c'
dθ
EN
M
P'
Q'
dθ
dθ
O
c'
d
y
ρ
b
a
b
M P
Q N
L
A B
q (carga distribuida por peso propio)
M
N
P
Q
b
h
y
z
y
z
x EN
L
Q=
Mmax=qL^2/
qL/
qL/
(—)
(+)
(+) (+)
+
—
—
+
Q
M
R RB
Q
Q
M
N N
y
z
dA
y
z
σ comp
σ
y
σcomp
σtracc
z
M y
dA
C 1
C 2
h
b
x
y
z
z
y
dA
cg
EN
M
dx
σ
=
σ
tracc
σ
comp
σ
σ=
2 [t]
3 [t/m]
[m]
1.0 3.
40°
4 [t/m]
2 [t]
3 [t/m]
[m]
1.0 3.
40°
4 [t/m]
x
x
4 [t/m]
qx
α
α
α
α
A
B C
D
VD
HD
VA
2 [t]
40°
B
C
x
2 [t]
3.0 1.
40°
4 [t/m]
A
B
C
VA
Q
—
(+)
(+) (+)
[t]
M
—
2.1783 [t]
12.535 [t·m]
(+)
(+)
[t·m]
Q=
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTA
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLE
2 [t]
3 [t/m]
[m]
1.0 3.
40°
4 [t/m]
2 [t]
3 [t/m]
[m]
1.0 3.
40°
4 [t/m]
x
x
4 [t/m]
qx
α
α
α
α
A
B C
D
VD
HD
VA
2 [t]
40°
B C
x
2 [t]
3 [t/m]
[m]
1.0 3.
1.
40°
4 [t/m]
A
B C
VD
HD
VA
D
Q
—
(+)
(+) (+)
(—)
[t]
M
—
2.1783 [t]
12.535 [t·m]
(+)
(+)
(+)
(+)
[t·m]
Mmax
Q=
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES M
TRAMO CD origen x en D
Mx = V
D
(x cos α) + H
D
(x sin α) − 3 (x) (
x cos α
2
𝟐
Qx = −
Mx
dx
Si: Qx = 0 → Mx = Mmax
Qx = − 8. 8867 + 2 .6833x = 0 → 𝐱 = 𝟑. 𝟑𝟏𝟏𝟗 [𝐦]
Mx = Mmax = 8. 8867
2
TRAMO BC origen x en B
B
B
A
1
2
B
A
1
2
2
3
B
Qx =
Mx
dx
¡ solución!
¡ solución!
𝐱 [𝐦] 𝐌 [𝐭 · 𝐦] 𝐐 [𝐭]
D 0 0 - 8.
1.6770 +11.13 ∕
C 3.3541 +14.7133 +0.
𝐱
[ 𝐦
] 𝐌
[ 𝐭 · 𝐦
]
B 0 +12.
C 1 +14.
m]
[m]
3 [t/m]
[m]
α
α
D
VD
HD
2 [t]
3 [t/m]
[m]
1.0 3.
1.
40°
4 [t/m]
A
B C
VD
HD
VA
D
Q
—
(+)
(+) (+)
(—)
[t]
M
—
(+)
(+)
(+)
(+)
[t·m]
Mmax
Q=
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES Q
DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES M