diseÑo de puente tipo losa
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REQUERIDO EN EL CAMPO DE ESTRUCTURAS EN INGENIERIA CIVILTRANSCRIPT
-
DISEO DE PUENTE TIPO LOSA DE 3 TRAMOS
a) EVALUCIN ESTRUCTURAL DEL PUENTE:
9 m
HS-20
1
3.63 14.51 14.51
280 Kg./cm
4200 Kg./cm
0.05 m
2400 Kg./cm 2.4 Tn/m
2000 Kg./cm 2.0 Tn/m
BOMBEO 2%
9 m
3.6 m
0.48 m
SE ASUME h = 0.50 m
b = 0.30 m
hb = 0.25 m
0.50 3.60 0.50
2% 2%
0.05
0.50
4.20
ANCHO DE CALZADA
FLUENCIA DEL ACERO (f y)
DENSIDAD DEL CONCRETO
DENSIDAD DEL ASFALTO
CARPETA ASFLTICA
PERALTE DE LOSA
LUZ DEL PUENTE
SE CONSIDERA:
SOBRECARGA VEHICULAR
MATERIALES:
LUZ DEL PUENTE (L->mts)
RESISTENCIA DEL CONCRETO (f c)
NUMERO DE VAS
0.05
Entre 0.20 a 0.25m
Entre 0.20 a 0.25mANCHO DE SARDINEL
H. DE LA VIGA BORDE
h=(1.2(S+3000))/30 =
A. REDIMENSIONAMIENTO
LUZ (L,S) =
-
(Franja Interior de 1.00 m de ancho)
1.20 Tn/m
12.15 Tn.m
0.10 Tn/m
1.01 Tn.m
(Por Barett) 14.51 14.51 3.63
CL
Mcamion = 23.60 Tn-m
0.0413 0.0413
4.5 4.5
B. DISEO DE LOSA
b.1 Momentos por Carga Muerta
METRADO DE CARGAS
1.575
b.2 Momentos por Carga Viva
* Camin HS-20
DW
DCPeso Concreto =
Peso Asfalto =
MDC = DC*L^2/8 =
MDW = DW*L^2/8 =
Mcamion = 23.60 Tn-m
0.97
Ms/c eq = 6.29 Tn-m
Ms/c eq = 6.29 Tn-m
9.00
* S/C Equivalente
Tn/m
-
1.20 W = 1.20 Tn/m
L = 9.00 m
MDC = 10.80 Tn-m
MDC = 12.15 Tn-m
4.50 4.50
W = 0.10 Tn/m
0.10
L = 9.00 m
MDC = 0.90 Tn-m
MDC = 1.01 Tn-m
3.57 14.78 14.78 11.20 11.20
Mom Mx. por Peso
Propio por 1 m de ancho
DETERMINACIN DE LOS MOMENTOS
B. MOMENTO POR CARGA MUERTA (MDW)
A. MOMENTO POR PESO PROPIO (MDC)
9.00
MDC = 12.15 Tn-m
9.00
2.25
Camin HL-93 Tandem de Diseo
MDW = 1.01 Tn-mMom Mx. por Carg
Muerta por 1 m de ancho
Tn/m
Tn/m
L1 = 9000 mm
W1 = 3600 mm
W = 4200 mm
NL = 2
W/NL
E = 2832.23 2100 mm
DETERMINACIN DEL ANCHO EFECTIVO
1. Un Carril Cargado:
E = 250+0.42(L1*W1)^1/2
-
Mmax = 38.30 Tn-m
Ms/c = 6.29 Tn-m
m = 1.20
M LL+IM = 24.25 Tn-m/m
Mmax = 38.30 Tn-m
Ms/c = 6.29 Tn-m
m = 1.00
M LL+IM = 20.57 Tn-m/m
SE ASUME M LL+IM = 24.25 Tn-m/m
SELECCIN DE MODIFICADORES DE CARGA (n)
Factor de Ductibilidad (nD) = 0.95
Factor de Redundancia (NR) = 1.05
Sector de Importancia Opertica (nI) = 1.05
n = 1.05
M LL+IM = m(Mmax*1.33+Ms/c)/E
Para Dos Vas Cargadas
CALCULO DE LOS EFECTOS DE LA CARGA VIVA
Para Una Va Cargada
M LL+IM = m(Mmax*1.33+Ms/c)/E
n = nD * nR * n1
Mu = 61.95 Tn-m
Mu = 37.41 Tn-m
Mu = 1.0(DC + DW) + 1.0 (LL + IM)
SERVICIO 1 Estado Limite
Mu = n(1.25 DC + 1.50 DW + 1.75 (LL + IM))
COMBINACIN DE CARGAS APLICABLES
RESISTENCIA 1 Estado Limite
-
DISEO
Mu = 37412.35 Kg.-m
fc = 0.4 * f c 112 Kg./cm
fs = 0.4 * fy 1680 Kg./cm
Es = 2100000 Kg./cm
250998.01
n = Es / Ec 8.37
r = fs / fc 15
K = n/(n + r) 0.36
j = 1 - K/3 0.88
b = 100 cm.
46.03 cm. < 50 OK!
d asumido = 45 cm.
56.19 cm
d = (2M / (fc * K * j * b)) =
DETERMINACIN DEL VALOR DEL PERALTE
REA DEL REFUERZO DE TRACCIN DE ANCHO DE LOSA
As = M / (fs * j * d) =
A. DISEO POR ESTADO LIMITE POR SERVICIO
VERIFICACIN DE PERALTE DE SERVICIO
Ec = 15000 f c
45
5
50
cm.
-
Mu = 61.95 Tn-m
As = 470.53 cm
As = 39.47 cm
39.47 cm
18.45 % de As < 50% OK!
Asr = 7.28 cm
8.93 cm
Permetro Peso rea
pulg. cm., cm. Kg./ml cm
# 02 1/4 0.365 2 0.25 0.32
# 03 3/8 0.953 3 0.58 0.74
# 04 1/2 1.27 4 1.02 1.29
# 05 5/8 1.587 5 1.60 2.00
# 06 3/4 1.905 6 2.26 2.84
# 08 1 2.54 8 4.04 5.10
# 11 1 3/8 3.581 11.2 7.95 10.06
Asp = 39.47 cm
1 " rea = 5.10 cm
15.81 cm.
15 cm. Asp (final) = 34.00 cm
ACERO DE REPARTICIN
1 " @ 15 cm.
As asumido =
%Asr = 1750 / S 0^.5 =
B. DISEO POR ESTADO LIMITE POR RESISTENCIA
Dimetro a usar =
S asumido =
Espaciamiento (S) =
USAR:
Dimetro
ACERO DE TEMPERATURA
Ast = 0.75 Ag / fy (Mpa) =
DISTRIBUCIN DE ACERO
ACERO PRINCIPAL
REA DE REFUERZO DE TRACCIN (ACERO PRINCIPAL)
MOMENTO RESISTENTE A LA ROTURA
Mu = 0.9 * As * fy * (d - (As * fy / (1.70 *f c * b)))
-
b) DISEO DE BARANDAS:
Asr = 7.28 cm
5/8 " rea = 2.00 cm
31.68 cm.
30 cm. Asp (final) = 6.67 cm
Ast = 8.93 cm
5/8 " rea = 2.00 cm
22.40 cm.
20 cm. Asp (final) = 10.00 cm
GRAFICA
5/8 20
5/8 30
1 15
ACERO DE REPARTICIN
Dimetro a usar =
Espaciamiento (S) =
S asumido =
cm.
Dimetro a usar =
Espaciamiento (S) =
S asumido =
USAR: 5/8 " @ 30
USAR: 5/8 " @ cm.
ACERO DE TEMPERATURA
" @ cm.
20
" @ cm.
" @ cm.
-
c) DISEO DE ELASTOMEROS:
DISEO DE ELASTOMERO DE APOYO
DATOS
Carga Muerta=PM= 72 Ton
Carga Viva=PL= 58 Ton
Ancho de Losa=W= 0.5 m
Rotacin de losa= 0.007 rad
G= 12 kg/cm2
Fy= 2531 kg/cm3
Area de Elastomero
PT=PM+PL= 130 Ton
Esfuerzos de comprensin por carga total en servicio en apoyos fijos:
s 2GS 122 kg/cm2
Luego:
Areq=PT/s= 1065.57 cm2
Para el ancho de losa b= 4,40m, escogemos W= 4,40 m
L=Areq/W= 21.31 cm
L adoptado= 25 cm y W= 50 cm
Area = 1250 cm2
-
Factor de Forma S Mnimo
Carga Total
s=PT/A= 104 kg/cm2
Con s 2GS 122 kg/cm2
ST s/2G= 4.33
Carga Viva
s=PL/A= 46.4 kg/cm2
Con s GS
ST s/G= 3.87
Escogemos el ST mayor: 4.33
Grosor de una capa interior del elastomero (hn)
Como
Para Carga Total:
hn 1.92
Para Carga Viva:
hn 2.16
Grosor de capa interior adoptado: hn= 1.5 cm (10mm)
El factor de forma nuevo ser:
S= 5.56 > 4.33 OK!
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Numero de capas interiores de elastmero (n)
Compresin y rotacin combinados:
Con s= 0.007 rad
n > 1.25
n > 1.06
n adoptado = 2
Se usaran 2 capas interiores de 15 mm c/u. As mismo, capas exteriores de 8 mm (8mm 0.31 N. S
Sin embargo, si A-B 0, el apoyo es estable y no depende de s:
A-B = -0.06 < 0 APOYO ESTABLE!
-
Clculo de Placas de Refuerzo en el Elastomero
En el estado lmite de servicio:
hs 0.185 cm
En el estado lmite de fatiga:
Donde:
FTH= 1683 kg/cm2
hs 0.083
Adoptamos hs= 0.2 cm
Se usarn 3 placas de 2 mm, y el espesor total del apoyo ser:
E=hn +3*hs= 52 mm