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Entrenamiento de

midas Civil

Diseño de Puentes de Vigas Presforzadas

9 de Noviembre de 2016

Midas

Training

Series

midas Civil – Solución Todo en Uno

Push Over Analysis

Nonlinear Dynamic Analysis

Multi-Cell Box Girder

Bridge

Dynamic Analysis

Culvert

Truss Bridge PSC Bridge

Suspension Bridge

Steel Plate Girder

Bridge

Extradosed Bridge

Slab Bridge Integral

Abutment

Precast Segmental

Bridge

Long Span Bridge

Concrete Arch Bridge

Moving Load

Steel Arch Bridge

Incremental Launching

Bridge

Balanced Cantilever

Bridge

Precast Girder Bridge

Movable Scaffolding

Bridge

Cable Stayed Bridge

Steel Box Girder

Bridge

Full Staging Bridge

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MIDAS Civil Integrated Solution System For Bridge and Civil Structure MIDAS Civil 2017

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Objetivos del Webinar Análisis de puentes con vigas presforzadas

Diseño de vigas presforzadas compuestas

Generación de reportes de diseño

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Verificación de diseño y evaluación de puentes de vigas compuestas presforzadas

Estados Límites de Resistencia 1. Resistencia a flexión 2. Resistencia a cortante 3. Resistencia a torsión

Estados Límites de Servicio 1. Esfuerzos para sección en

etapas constructivas 2. Esfuerzos de sección para cargas

de servicio 3. Esfuerzos de tensión para los

tendones de presfuerzo 4. Esfuerzos principales en etapas

constructivas 5. Esfuerzos principals para cargas

de servicio 6. Verificación de fisura

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MIDASoft Inc

Verificación de diseño de viga presforzada

Material selection - Separe los tipos de material

para las vigas y la losa - Factor de concreto ligero

Interface shear consideration - Clasificación de superficie por

AASHTO 5.8.4.3 - Definición de refuerzo a

cortante

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PSC > Design/Output Position Esta función le permite al usuario seleccionar los extremos de los elementos que quiera verificar para momento o cortante, en diseño de presfuerzo. En caso de que no se seleccione ningún elemento, el momento y/o el cortante se verifica para todos los elementos.

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MIDASoft Inc


PSC > Design/Output Position Esta función le permite al usuario seleccionar los extremos de los elementos que quiera generar un reporte en EXCEL para la verificación de momento, cortante o torsión en diseño de presfuerzo. El reporte se genera sólo para los elementos seleccionados.

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PSC > PSC Segment Assignment Esta función le permite al usuario proporcionar la localización de las juntas para diseño en puentes construidos por segmentos. Los segmentos consisten en elementos seleccionados consecutivamente. El nodo I y J de cada segmento se consideran para cada junta.

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PSC > Concrete Allowable Stress Limit Load Case Esta función le permite al usuario verificar los esfuerzos de tensión y compresión en los estados límites de servicio luego de las pérdidas con las combinaciones de carga apropiadas.

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Tabla de Resultados de Diseño Resistencia

- Flexión - Cortante - Combinación de Cortante y Torsión

Esfuerzo - Esfuerzos principales y de sección

• Por etapa constructiva • Bajo cargas de servicio

- Esfuerzo a tensión del tendón

Ancho de fisura bajo carga de servicio

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Resultados de Reporte de Diseño

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Resistencia a Flexión La resistencia a flexión factorizada debe satisfacer la siguiente condición,

Mu ≤ΦMn.

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Resistencia a Flexión En midas Civil, es aplicado como deformación de refuerzo el cual es insertado

en el extremo de la fibra a tensión. La inserción del refuerzo a ser utilizado en el cálculo de la resistencia se

realiza en el siguiente cuadro de diálogo.

Inserción de Refuerzo Longitudinal

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Resistencia a Flexión El eje neutro se determina iterando como se muestra en la siguiente imagen.

Diagrama de flujo para calcular la profundidad del eje neutro, c

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Resistencia a Flexión In midas Civil, the natural relationship between concrete stress and strain is

considered as the equivalent rectangular concrete compressive stress block.(Compressive strain limit of concrete, εcu = 0.003)

Cálculo de la fuerza de Concreto, Cc

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Resistencia a Flexión Cálculo de la fuerza de Refuerzo, Ts, Cs La resistencia a tensión debido al refuerzo longitudinal (Ts) y resistencia a

compresión debido al concreto (Cs) es calculada con la siguiente ecuación.

Cálculo de la fuerza de Refuerzo, Ts, Cs

Para calcular el esfuerzo a tensión del refuerzo, midas Civil calcula la deformación correspondiente por condición de compatibilidad de deformación. Y luego relaciona los esfuerzos a tensión calculados por la relacióm esfuerzo-deformación. La ecuación utilizada es la siguiente

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Resistencia a Flexión Cálculo de la fuerza de los tendones, Tps La resistencia a tensión del acero de presfuerzo, Tps, es calculado utilizando la

siguiente ecuación.

Cálculo de la fuerza de Refuerzo, Ts, Cs

El esfuerzo a tensión del acero de presfuerzo fps puede ser calculado por código o compatibilidad de deformación como se especifica en el cuadro de diálogo de los parámetros de diseño de presfuerzo. Cuando se selecciona el código en la opción de resistencia a flexión, el esfuerzo a tensión fps es calculado por la ecuación de AASHTO-LRFD para tendones bonded y unbonded respectivamente. Cuando se usa la compatibilidad de deformación, el esfuerzo a tensión fps es calculado con la relación esfuerzo-deformación.

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Resistencia a Flexión Determinación de la posición del eje neutro Para encontrar el eje neutro, se hace un análisis iterativo hasta que la

resistencia a compresión (C=Cc+Cs) se convierta igual a la resistencia a tensión (T=Ts+Tps).

Fuerzas y distancias a la profundidad del eje neutro para Mn.

Cuando el eje neutro se determina, la resistencia a flexión es calculada multiplicando por la distancia al eje neutro.

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Cracked moment (Mcr) Para secciones compuestas, se usa la siguiente ecuación para calcular el

cracked moment.

El Mdnc se toma del Muy causado por la carga muerta de la seccióm de la viga durante el análisis de etapas constructivas. En midas Civil, el cracked moment de secciones no compuestas debe ser calculado con la siguiente ecuación.

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Resistencia a Cortante La resistencia al cortante se debe verificar para satisfacer la siguiente

condición sin considerar los efectos de torsión.

Parámetros para Cortante Ancho efectivo del alma (bv) El ancho efectivo del alma se toma como el grosor mínimo dentro de la profundidad dv determinada en el artículo 5.8.2.9. 1. Cuando el usuario inserta los valores de grosor de alma, el programa aplica

el menor valor de los insertados en los valores de web thickness. 2. Cuando la opción Auto es seleccionada, el programa aplica el menor grosor

entre t1, t2 y t3. Estos valores se toman automáticamente como una sumatoria de los grosores de las almas y los puntos de esfuerzo Z1, Z2 y Z3.

Vu ≤ᵩVn

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Resistencia a Cortante Profundidad efectiva de cortante (dv) La profundidad efectiva de cortante se toma como la distancia, medida perpendicularmente al eje neutro, entre las resultantes de las fuerzas de tensión y compresión debido a flexión. No puede ser mayor a 0.ode o 0.72h En midas Civil, el valor de la profundidad efectiva de cortante, dv, es calculada como se muestra en la siguiente ecuación.

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Resistencia a Cortante Resistencia nominal de cortante, Vn (Puentes no segmentales) Para los puentes no segmentales, la resistencia nominal a cortante, Vn, debe ser determinada por la menor de: Resistencia nominal de cortante, Vn (Puentes segmentales) Para los puentes no segmentales, la resistencia nominal a cortante, Vn, debe ser determinada por la menor de:

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Resistencia a Cortante Resistencia nominal de cortante de concreto, Vc El diseño por cortante puede ser por dos métodos (método simplificado y método general) para las secciones presforzadas identificadas en AASHTO-LRFD12. En midas Civil, las secciones pueden ser diseñadas por el método general Vc (Puentes no segmentales) Para secciones que contienen por lo menos la cantidad mínima de refuerzo transversal:

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Resistencia a Cortante Resistencia nominal de cortante de concreto, Vc Cuando las secciones no contienen la cantidad de refuerzo a cortante mínima: Vc (Puentes Segmentales)

En midas Civil, el valor de K es calculado con las siguientes ecuaciones: 1. Cálcula los esfuerzos a tensión de tendón, ft, luego de las perdidas basado

en la sección no agrietada.

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Resistencia a Cortante Resistencia nominal de cortante por el acero, Vs La resistencia nominal de cortante por el acero, Vs, es calculada con la siguiente ecuación: Vs (Puentes no Segmentales)

Vs (Puentes Segmentales)

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Resistencia a Cortante Determinación de la posición del eje neutro Para encontrar el eje neutro, se hace un análisis iterativo hasta que la

resistencia a compresión (C=Cc+Cs) se convierta igual a la resistencia a tensión (T=Ts+Tps).

Fuerzas y distancias a la profundidad del eje neutro para Mn.

Cuando el eje neutro se determina, la resistencia a flexión es calculada multiplicando por la distancia al eje neutro.

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Cortante de interface La cortante de fricción causada durante la secuencia de construcción debe

ser considerada para las secciones compuestas. Por esto la función de Interface Shear es activada para la verificación de la sección pre-compuesta

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Resistencia a Torsión Verifica la combinación de resistencia a cortante y torsión.

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Resistencia a Torsión Los datos de refuerzo utilizados para la verificación a torsión (Section Manager)

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Funcionamiento del Wizard de vigas Compuestas

Características del Puente - Sección I Presforzada Compuesta - 2 luces de 33.5 m - Ancho de losa total 16.8m

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Load Rating de Viga Presforzada Compuesta

Parámetros de Rating - Esfuerzo de estado límite para

Servicio / Fatiga / Presfuerzo

Selección de Material

Rating group - Grupo estructural compatible

Rating case definition - Amigable - Vehículo primario / adyacente

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Tabla de Resultados de Rating Tabla de Resumen

- Esfuerzo en estado límite para - Estado límite de servicio - Estado límite de resistencia

Rating factor - Esfuerzo del concreto - Tensión de Presfuerzo - Resistencia a flexión & cortante - Estado límite de resistencia

Tabla detallada de factor de Rating

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Reporte de Load Rating

Muchas Gracias!

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