tutorial 04 puente en arco

Midas Civil

Tutorial 4

Puente en Arco

ii

Contenido 1. Resumen ......................................................................................................................... 1

1.1. Modelo de Anlisis y Casos de Carga ..................................................................... 2

2. Abrir archivo y determinacin de preferencias .............................................................. 4

3. Introduzca las propiedades del material y de la seccin ................................................. 5

4. Modelado Estructural Usando Nodos y Elementos ........................................................ 8

4.1. Generar Arch Ribs .................................................................................................... 8

4.2. Generando Hangers ................................................................................................. 9

4.3. Generando las vigas principals y duplicando los elementos del arco .................... 11

4.3. Generando los elementos Cross Beams ................................................................. 12

4.4. Generando los contravientos. ................................................................................. 13

4.5. Generando los contravientos diagonales del piso plano. ....................................... 14

5. Introducir condiciones de apoyo de la estructura ......................................................... 18

5.1. Condiciones de frontera para las vigas liberadas en sus nodos ............................. 19

5.2. Generar el Grupo de Cross Beam .......................................................................... 21

6. Introduciendo las cargas de trfico en movimiento y las cargas estticas .................... 22

6.1. Introduciendo Casos de Carga ............................................................................... 22

6.2. Definiendo Cargas Estticas .................................................................................. 23

6.3. Definiendo Cargas de Trfico Mvil ..................................................................... 25

7. Ejecucin del Anlisis Estructural ................................................................................ 30

8. Verificacin e Interpretacin de los Resultados del Anlisis ....................................... 30

8.1. Combinaciones de Carga ....................................................................................... 30

8.2. Verificacin de Forma Deformada ........................................................................ 31

8.3. Diagrama de Fuerza Cortante y Momento Flexionante ......................................... 32

8.4. Lneas de Influencia ............................................................................................... 34

1

TUTORIAL 4.

Puente en Arco

1. Resumen

Este tutorial ilustra el modelado e interpretacin de los resultados del anlisis de un

puente en arco con un claro sujeto a cargas de trfico en movimiento.

Las explicaciones de las funciones bsicas de midas Civil (Tutorial 1) se

omitieron en este tutorial. El men de iconos se usa primordialmente. Referirse a los

Tutoriales 1 y 2 y al manual en lnea para el entendimiento de las funciones

bsicas de midas Civil y del proceso de anlisis estructural.

El modelado y el proceso de anlisis presentados en este ejemplo son los siguientes:

1. Abrir archivo y determinacin de preferencias

2. Introduccin de material y caractersticas de las secciones

3. Modelado de la estructura usando nodos y elementos

4. Introduccin de las condiciones de apoyo de la estructura

5. Introduccin de la carga de trfico en movimiento y de las cargas estticas

6. Ejecucin del anlisis estructural

7. Verificacin e interpretacin de los resultados del anlisis

2

1.1. Modelo de Anlisis y Casos de Carga

La Fig. 4.1. Muestra el modelo del puente en arco. Las especificaciones para la

estructura son como siguen:

Tipo de Puente: Puente en Arco

Clase de Puente: Primera Clase

Longitud de claro: 50m

Lneas de Trfico de Diseo: 4 Lneas

Ancho: 14m

Figura 1.1 Modelo de Puente en Arco

La siguiente lista describe el modelo del plano estructural:

Espaciamiento de las vigas (cross beam) 5m

Las vigas stringers se colocarn longitudinalmente a los largo del eje del

puente

Las vigas principales y los elementos del arco estn colocados 7m del centro

de lnea en ambos lados

3

Figura 1.2. Vista en Planta y frontal del puente en arco (unidad: m)

Para simplicidad, solo se consideran los tres casos siguientes:

Caso de Carga 1- 90kN/m Carga Muerta (aplicada solo en las vigas

principales)

Caso de Carga 2 6kN/m Carga de acera (aplicada solo a las vigas

principales)

Caso de Carga 3 - Carga de Vehculos (HA+HB)

Este ejemplo se enfoca en la explicacin de las funciones relevantes en midas Civil.

Las suposiciones hechas en este ejemplo pueden ser diferentes de aquellas en las

aplicaciones prcticas.

4

2. Abrir archivo y determinacin de preferencias

Seleccione File>New Project para comenzar un nuevo modelo y seleccione

File>Save para guardar el trabajo con el nombre de su preferencia

Oprima el botn de seleccin del sistema de unidades en la barra de estado en la

parte inferior de la pantalla. Elija el sistema de unidades y seleccione kN y mm.

Cambie el sistema de unidades tantas veces sea necesario para la conveniencia al

introducir datos.

Figura 2.1. Vista de la ventana de trabajo

5

3. Introduzca las propiedades del material y de la seccin

Las propiedades de materiales y de la seccin de los elementos estructurales son

como sigue:

Tipo de Material:

1. A36 Vigas (cross beam) y contravientos

2. A572-50 Viga principal, elementos del arco, hanger

Tipo de Secciones:

1. ST 2100x600x10/10: Viga Principal

2. I 1540x500x14/27: Cross Beam

3. ST 600x600x16/14: Arch Rib

4. I 600x400x12/16: Hanger

5. ST 600x500x10/14: Strut

6. W 16x100: Contraviento & Stringer

Las secciones 1 a 5 son secciones elaboradas. Use la funcin User para introducir

las dimensiones de las secciones. Use DB, para las secciones estndar contenidas

en el programa para la seccin nmero 6.

6

Figura 3.1. Cuadros de dilogo de las propiedades de la seccin y del material.

1. Seleccione Model>Properties>Material en el men principal.

2. Oprima Material en el cuadro de dilogo de Properties (Fig. 3.1)

3. Oprima

4. Confirme 1 en el campo de Material Number de General (Fig. 3.2).

5. Confirme Steel en la opcin Type.

6. Seleccione ASTM(S) en la opcin Standard.

7. Seleccione A36 en la opcin DB.

8. Oprima

9. Seleccione 2 en el campo de Material Number de General (Fig. 3.2).

10. Confirme Steel en la opcin Type.

11. Seleccione ASTM(S) en la opcin Standard.

12. Seleccione A572-50 en la opcin DB.

13. Oprima

7

1. Selecciona la pestaa Section en el cuadro de dilogo de Properties (Fig. 3.1) o

selecciona Section en la barra de herramienta de Property.

2. Oprima

3. Confirme 1 en la opcin Section ID de la pestaa DB/User (Fig. 3.2).

4. Ingrese Main Girder en la opcin Name.

5. Selecciona Box en la opcin Section Shape (Fig. 3.2).

6. Selecciona User en User o DB.

7. Ingrese 2100 en la opcin H.

8. Ingrese 600 en la opcin B.

9. Ingrese 10 en la opcin tw.

10. Ingrese 10 en la opcin tf1.

11. Oprima

12. Repita los pasos 3 al 11 para las secciones 2 a 5.

13. Confirme 6 en la opcin Section ID.

14. Ingrese Bracing & Stringer en la opcin Name.

15. Selecciona I-Section en la opcin Section Shape (Fig. 3.2).

16. Selecciona DB en DB o User y selecciona AISC.

17. Oprima en la opcin Sect. Name y escriba W 16x100 o use Scroll Bar para

seleccionar el tipo.

18. Oprima

19. Oprima

20. Oprima botn de seleccin de unidades para cambiar de mm a m.

Figura 3.2. Cuadro de dilogo de los datos de la seccin

8

4. Modelado Estructural Usando Nodos y Elementos

4.1. Generar Arch Ribs

Utilice el asistente estructural para generar los elementos del arco (Fig. 3.3)

1. Seleccione Geometry>Structure Wizard>Arch en la pestaa Menu del men de

rbol.

2. Seleccione Parabola1 en la opcin Type de la pestaa Input & Edit.

3. Introduzca 10 en la opcin Number of Segments.

4. Introduzca 50 en la opcin L.

5. Introduzca 10 en la opcin H.

6. Seleccione None en la opcin Boundary Condition.

7. Marque () Show Element No.

8. Seleccione 2 : A572-50 en la opcin Material.

9. Seleccione 3 : Arch Rib en la opcin Section.

10. Ingrese 0, 0, 0 en la opcin Insert Point de la pestaa Insert.

11. Oprima

12. Oprima Auto Fitting.

13. Oprima Front View.

Figura 4.1. Concepto del formato de parbola1

9

4.2. Generando Hangers

Use Extrude Elements para generar los hangers. Extienda los nodos generados

en el arco proyectndolos hacia abajo (Figure 4.2).

1. Oprima Extrude Elements de Element en la barra de herramientas (Figure

4.2).

2. Oprima Node Number (Activar) de la pestaa de control de vista del men de

iconos.

3. Oprima Select Window para seleccionar los nodos 2 al 10 donde los hangers

sern generados.

4. Seleccione NodeLine Elem. en la opcin Extrude Type.

5. Seleccione Beam en Element Type en la opcin Element Attribute.

6. Seleccione 2 : A572-50 en la opcin Material.

7. Seleccione 4 : Hanger en la opcin Section.

8. Seleccione Project en la opcin Generation Type.

9. Seleccione Project on a line en la opcin Projection Type.

10. Oprima P1 en la opcin de Base Line definition. Una vez que el fondo cambie a

verde claro, asigne los nodos 1 al 11.

11. Seleccione Normal en la opcin Direction.

12. Oprima

13. Oprima Change Element Parameters (Figure 4.2).

14. Oprima Select Recent Entities (Figure 4.2).

15. Seleccione Element Local Axis en la opcin Parameter Type.

16. Seleccione Assign and Beta Angle en la opcin Mode.

17. Introduzca 90 en la opcin Beta Angle.

18. Oprima .

Oprima Shrink (Figure 4.3) y Hidden (Figure 4.3) (Activar) para verficar el dato

de entrada en Beta Angle. Verifique los datos recientes y oprima Shrink y

Hidden para desactivar.

10

Figura 4.2. Generacin de Hangers

Figura 4.3. Modificacin del ngulo beta para los Hangers

11

4.3. Generando las vigas principales y duplicando los elementos del arco

Cree las vigas principales conectando ambos extremos del arco. Duplique la parte

completa del marco del arco incluyendo las vigas principales en el lado opuesto.

1. Oprima Point Grid y Point Grid Snap en la pestaa Grid/Snap del men de

iconos (Desactivar).

2. Oprima Iso View.

3. Oprima Create Elements en Element de la barra de herramienta.

4. Seleccione General beam/Tapered beam en la opcin Element Type.

5. Seleccione 2: A572-50 en la opcin Material.

6. Seleccione 1: Main girder en la opcin Section.

7. Seleccione 0 en la opcin Beta Angle de Orientation.

8. Marque () en Node en la opcin Intersect.

9. Oprima la opcin Nodal Connectivity. Una vez que el fondo cambie a verde

claro, asigne los nodos 1 y 11.

10. Oprima Select All.

11. Oprima Translate Elements en Element de la barra de herramientas.

12. Seleccione Copy en la opcin Mode.

13. Seleccione Equal Distance en la opcin Translation.

14. Ingrese 0, 14, 0 en la opcin dx, dy, dz.

15. Ingrese 1 en la opcin Number of Times.

16. Oprima (Figure 4.4).

12

Figura 4.4. Vigas principales y elementos del arco completados

4.3. Generando los elementos Cross Beams

Utilice Extrude Elements para crear los elementos cross beams extendiendo los

nodos en una de las vigas principales a los nodos de la viga principal opuesta.

1. Oprima Extrude Elements en Element de la barra de herramientas.

2. Oprima Select Polygon (Figure 4.5) y seleccione los nodos 1 y 11 al 20.

3. Seleccione NodeLine Element. en la opcin Extrude Type.

4. Seleccione Beam en la opcin Element Type.

5. Seleccione 1 : A36 en la opcin Material.

6. Seleccione 2 : Cross beam en la opcin Section.

7. Seleccione Project en la opcin Generation Type.

8. Seleccione Project on a line en la opcin Projection Type.

9. Oprima en la opcin P1 de Base Line Definition. Una vez que el fondo cambie a

verde claro, asigne los nodos 21 y 31 consecutivamente.

10. Seleccione Normal en la opcin Direction.

11. Oprima

13

Figura 4.5. Creacin de los elementos Cross Beams

4.4. Generando los contravientos.

Active solo los elementos nuevos que se crearon (cross beams). Utilice Element

Snap junto con la funcin Create Elements para crear los elementos stringers.

1. Oprima Select Recent Entities.

2. Oprima Activate de la pestaa de activacin del men de iconos.

3. Oprima Element Number (Activar) de la pestaa de control de vista del men

de iconos.

4. Oprima Create Elements de Element en la barra de herramientas.



7. Seleccione 6 : Bracing & Stringer en la opcin Section.

8. Ingrese 0 en la opcin Beta Angle de Orientation.

9. Marque () en Elem de la opcin Intersect.

10. Confirme la localizacin del Element Snap en el Status Bar es 1/2 (Fig. 4.6). 11. Oprima la opcin Nodal Connectivity. Una vez que el fondo cambie a verde

claro, asigne a la mitad de los elementos 59 y 60 consecutivamente.

12. Oprima Element Number (Desactivar) (Fig. 4.6).

14

Figura 4.6. Completando los elementos stringers

4.5. Generando los contravientos diagonales del piso plano.

1. Oprima Create Elements de Element en la barra de herramientas.


3. Seleccione 1: A36 en la opcin Material.

4. Seleccione 6: Bracing & Stringer en la opcin Section.

5. Oprima la opcin Nodal Connectivity. Una vez que el fondo se ponga verde

claro, conecte los nodos 1 al 43 y los nodos 43 al 21 para crear dos elementos.

6. Oprima Translate Elements.

7. Oprima Select Single para seleccionar los contravientos del paso 4.


9. Seleccione Equal Distance en la opcin Translation.

10. Ingrese 5, 0, 0 en la opcin dx, dy, dz.

11. Ingrese 4 en la opcin Number of Times.

12. Oprima

13. Oprima Mirror Elements.

14. Oprima Select Previous y Select Recent Entities para seleccionar todos

los contravientos.


16. Seleccione y-z plane en Reflection y oprima en la opcin x. Una vez que el

fondo se ponga verde claro, asigne el nodo 16 o introduzca 25.

17. Oprima (Fig. 4.7).

15

Figura 4.7. Plano de Piso Completo

Crear los contravientos en los elementos del arco localizados simtricamente en

cada lado de la mitad del claro.

1. Oprima Inverse Activate (Fig. 4.8) de la pestaa de activacin del men de

iconos.

2. Oprima Create Elements en Element de la barra de herramientas.


4. Seleccione 5 : Strut en la opcin Section.

5. Ingrese 0 en la opcin Beta Angle de orientacin.


claro, conecte por separado el nodo 4 y 24, 5 y 25, 6 y 26, 7y 27, y 8 y 28 (Fig. 4.8).

16

Figura 4.8. Completar los elementos strut

1. Oprima Select Single para seleccionar 5 elementos struts.


3. Oprima Element Number (Activar) de la pestaa de control de vista del

men de iconos.

4. Oprima Create Elements en Element de la barra de herramientas.

5. Seleccione General beam/Tapered beam en Element Type.



8. Introduzca 0 en la opcin Beta Angle de Orientation.

9. Marque () en Elem de la opcin Intersect.


claro, conecte sucesivamente el centro de los elementos 111 al 115 para crear los

contravientos.

11. Oprima Element Number (Desactivar).


claro, conecte separadamente los nodos 4 y 53, 24 y 53, 5 y 54, 25 y 54, 54 y 7, 54 y

27, 55 y 8, y 55 y 28 (Fig. 4.9).

17

Figura 4.9. Completar los contravientos en el arco

18

5. Introducir condiciones de apoyo de la estructura

Una vez que la configuracin estructural est completa, se especifican las

condiciones de apoyo de la estructura.

1. Oprima Activate all de la pestaa de activacin del men de iconos.

2. Seleccione la pestaa Boundary como se muestra en la figura 5.1, y seleccione

Supports.

3. Seleccione Add en la opcin Options selection field.

4. Oprima Select Single.

5. Seleccione el nodo 1 y marque () D-ALL.

6. Oprima

7. Seleccione el nodo 11 y marque () Dy y Dz.

8. Oprima .

9. Seleccione el nodo 21 y marque () Dx y Dz.

10. Oprima .

11. Seleccione el nodo 31 y marque () Dz.

12. Oprima .

Figura 5.1. Condiciones de apoyo de la estructura

19

5.1. Condiciones de frontera para las vigas liberadas en sus nodos

Utilice Beam End Release para especificar las condiciones de frontera (Fig. 5.2).

Ambos extremos de los hangers

Ambos extremos de los contravientos

Ambos extremos de los cross beams conectadas a las vigas principales

1. Seleccione Beam End Release en la pestaa de Boundary.

2. Seleccione Add/Replace en la opcin de Options.

3. Oprima la opcin Filter (Fig. 5.2-) y seleccione z.

4. Oprima Select All.

5. Marque () Mz de i-Node y j-Node en la opcin General Types and Partial

Fixity.

6. Oprima .

7. Oprima la opcin Filter (Fig. 5.2) y seleccione none.

8. Oprima Select Identity-Elements (Fig. 5.2).

9. Seleccione Section en la opcin Select Type.


11. Oprima

12. Oprima el botn Pinned-Pinned en la opcin General Types and Partial Fixity

(o marque () My y Mz de i-Node y j-Node).

13. Oprima .

14. Seleccione 2 : Cross beam en la opcin Section del cuadro de dilogo de

Select Identity-Elements.

15. Oprima .

16. Oprima del cuadro de dilogo de Select Identity-Elements.


18. Oprima Element Number (Activado) de la pestaa de control de vista del

men de iconos.

19. Oprima Select Intersect para seleccionar los elementos 59 al 69.

20. Oprima el botn Pinned-Fixed en la opcin General Types and Partial Fixity.

21. Oprima .

22. Escriba 80 to 90 en la ventana de seleccin de elementos (Fig. 5.2) y presione

[Enter].

23. Oprima el botn Fixed-Pinned en la opcin General Types and Partial Fixity.

24. Oprima

25. Oprima Element Number (Desactivado).

26. Oprima Activate All.

27. Oprima Node Number (Desactivado)

20

Figura 5.2 Beam End Release

21

5.2. Generar el Grupo de Cross Beam

Genere el grupo de los elementos cross beam, los cuales sern usados para

introducir las cargas de movimiento.

1. Oprima Select Identity-Elements


3. Seleccione 2 : Cross Beam en la opcin Section.

4. Oprima .

5. Oprima en el cuadro de dilogo de Select Identity-Elements.

6. Oprima Group del menu de rbol.

7. Oprima Activate.

8. Oprima Top View en el Icono del Men

9. Presione el botn derecho del mouse en Structure Group y seleccione New para

introducir Cross Beam 1.

10. De Structure Group arrastre Cross Beam 1 con el mouse y sultelo en la

ventana del modelo.

11. Oprima Activate All y Iso View.

Figura 5.3. Grupo cross beam

22

6. Introduciendo las cargas de trfico en movimiento y las

cargas estticas

6.1. Introduciendo Casos de Carga

1. Seleccione Load>Static Load Cases en el men principal.

2. Introduzca Dead Load en la opcin Name del cuadro de dilogo de Static

Load Cases (Fig. 6.1).

3. Seleccione Dead Load en la opcin Type.

4. Oprima

5. Ingrese Sidewalk Load en la opcin Name.

6. Seleccione Dead Load en la opcin Type.

7. Oprima

8. Oprima

Figura 6.1. Ventana de Casos de Carga Esttica

23

6.2. Definiendo Cargas Estticas

Especifique los casos de carga estticas (Caso de Carga 1 y 2).

Las cargas muertas y de acera se asumen que sern aplicadas solo en las vigas

principales por simplicidad (Fig. 6.2).

1. Oprima Select Identity-Elements.


3. Seleccione 1: Main Girder en la opcin Section.

4. Oprima

5. Oprima en el cuadro de dilogo de Select Identity-Elements.

6. Seleccione Load>Element Beam Loads en el men principal.

7. Seleccione Dead Load en la opcin Load Case Name.

8. Seleccione Add en la opcin Options.

9. Seleccione Uniform Loads en la opcin Load Type.

10. Seleccione Global Z en la opcin Direction.

11. Seleccione No en la opcin Projection.

12. Seleccione Relative en la opcin Value.

13. Ingrese 0, 1 y -90 en la opcin x1, x2 y w, respectivamente.

14. Oprima

15. Oprima Select Previous.

16. Seleccione Sidewalk Load en la opcin Load Case Name.

17. Seleccione Add en la opcin Options.

18. Seleccione Uniform Loads en la opcin Load Type.

19. Seleccione Global Z en la opcin Direction.

20. Seleccione No en la opcin Projection.

21. Seleccione Relative en la opcin Value.

22. Ingrese 0, 1 y -6 en la opcin x1, x2 y w, respectivamente.

23. Oprima

24. Oprima .

24

Figura 6.2. Condicin de Carga Actual

25

6.3. Definiendo Cargas de Trfico Mvil

Primero defina las lneas de trfico (Fig. 6.3).

Cambia las unidades del sistema al sistema ingles (kip y ft).

1. Seleccione Load > Moving Load en el men principal. 2. Seleccione AASHTO LRFD en el cuadro Moving Load Code

3. Seleccione Moving Load Analysis Data > Traffic Line Lanes. 4. Oprima en el cuadro de dialogo Traffic Line Lanes introduce Lane 1 en

la opcin Lane Name.

5. Ingrese -11.5 ft en la opcin Eccentricity.

6. Confirme Wheel Spacing = 6.0 ft.

7. Seleccione Cross Beam en la opcin Vehicle Load Distribution.

8. Seleccione Cross Beam 1 en la opcin Cross Beam Group

9. Seleccione Both en la opcin Moving Direction.

10. Seleccione 2 Points entre 2 Points, Picking y Element Number en Selection by y oprima la opcin de la derecha. Una vez que el fondo se ponga verde claro, asigne

los nodos 1 y 11

11. Oprima .

12. Oprima en el cuadro de dialogo Traffic Line Lanes.

13. Ingrese Lane 2 en la opcin Lane Name.

14. Ingrese -35 ft en la opcin Eccentricity.

15. Seleccione Cross Beam en la opcin Vehicle Load Distribution.

16. Seleccione Cross Beam 1 en la opcin Cross Beam Group.

17. Seleccione Both en la opcin Moving Direction.

18. Repite el paso 11 en la linea del caso 2 19. Oprima

20. Oprima

26

Figura 6.3. Cuadro de dilogo de las lneas de trfico

El mtodo para definir las cargas de trfico mvil, HL93-TRK y HL93-TDM (Fig.

6.4), se explica a continuacin.

1. Seleccione Load > Moving Load Analysis Data > Vehicles en el men

principal.

2. Oprima en el cuadro de dialogo Vehicles.

3. Seleccione AASHTO LRFD Load en el campo Standard Name.

4. Confirme HL-93 TRK en los campos de Vehicle Load Name y Vehicle Load

Type.

5. Ingrese 33 en el campo Dynamic Load Allowance field.

6. Oprima .

7. Oprima en el cuadro de dialogo Vehicles Load Type.

8. Seleccione AASHTO LRFD Load en el campo Standard Name.

9. Confirme HL-93 TDM en los campos de Vehicle Load Name y Vehicle Load

Type.

10. Ingrese 33 en el campo Dynamic Load Allowance.

11. Oprima .

12. Oprima .

27

Figura 6.4. Definicin de la carga de vehculo estndar

Defina los casos de carga de trfico mvil (Fig. 6.5).

1. Seleccione Load > Moving Load Analysis Data>Moving Load Cases en el men

principal.

2. Oprima en el cuadro de dialogo Moving Load Cases

3. ingrese MVL en la opcin Load Case Name en el cuadro de dialogo Moving

Load Case

4. Conserve los valores por defaul Scale Factor en Multiple Presence Factor.

5. Oprima en la opcin Sub-Load Cases.

6. Seleccione VL:HL93-TDM en la opcin Vehicle Class.

7. Ingrese 1 en la opcin Scale Factor.

8. Ingrese 1 en la opcin Min. Number of Loaded Lanes.

9. Ingrese 2 en la opcin Max. Number of Loaded Lanes.

10. Seleccione Lane 1 y Lane 2 en List of Lanes of Assignment Lanes y

oprima para moverlos a Selected Lanes.

11. Oprima en el cuadro de dialogo Sub-Load Cases.

12. Oprima en la opcin Sub-Load Cases.

13. Seleccione VL:HL93-TRK en la opcin Vehicle Class.

14. Repetir los pasos 7 al 11.

15. Oprime en el cuadro de dilogo de Define Moving Load Case.

16. Oprime en el cuadro de dilogo de Moving Load Cases.

28

Figura 6.5. Definiendo Cargas Mviles de Vehculos.

Nota (referirse a Seccin 4.4, BD 37/01):

Combinacin 1: Para puentes carreteros o puentes peatonales y de ciclismo, las

cargas que se consideran son las cargas permanentes, junto con la carga viva

primaria, y, y para puentes frreos, cargas permanentes, junto con cargas vivas

primarias y secundarias.

Combinacin 2: Para todo tipo de puentes, las cargas que se consideran son las

cargas de la combinacin 1, junto con aquellas debidas al viento, y, cuando se

considera las etapas de construccin, cargas temporales de construccin.

Combinacin 3: Para todo tipo de puentes, las cargas que se consideran son las

cargas de la combinacin 1, junto con aquellas debidas a los efectos de gradientes

de temperatura, y, cuando se considera las etapas de construccin, cargas temporales

de construccin.

Combinacin 4: No aplica para puentes ferroviarios, exepto para carga de colisin

de vehculo en los apoyos de los puentes. Para puentes carreteros, las cargas

consideradas son las cargas permanentes y las cargas vivas secundarias, junto con

las apropiadas cargas vivas primarias asociadas a ello. Las cargas vivas secundarias

29

pueden ser consideradas por separado y no requieren combinacin. Cada una de

estas debe de estar asociada apropiadamente con la carga viva primaria.

Defina el mtodo de anlisis para la carga mvil de vehculo (Fig. 6.6).

1. Seleccione Analysis> Analysis Control> Moving Load en el men principal. 2. Seleccione Exact en el campo Analysis Method. 3. Seleccione All Points en el campo Analysis Method. 4. Ingrese 5 en el campo de Numer/Line Element de Influence Generating

Points. 5. Seleccione Normal en Frame en el campo Analysis Results. 6. Seleccione All in Reactions, Displacements y Forces/Moments de

Calculation Filters.

7. Oprima . 8. Oprima Node Number (Desactivar).

Figura 6.6. Cuadro de dilogo para el anlisis de la carga mvil

30

7. Ejecucin del Anlisis Estructural

Oprima Analysis en el men de iconos o seleccione Analysis> Perform

Analysis en el men principal para analizar el modelo. Una vez que se termina el

anlisis, el programa cambia automticamente al modo del post-proceso, que

proporciona acceso a los resultados del anlisis y diseo.

8. Verificacin e Interpretacin de los Resultados del Anlisis

8.1. Combinaciones de Carga

Se examinar el mtodo de las combinaciones lineales de los 3 casos de carga (carga

muerta, carga de acera y carga mvil).

En este ejemplo, se especifica solo una combinacin de carga como se muestra en la

Fig. 8.1 y se revisan los resultados. La combinacin de carga ha sido

arbitrariamente elegida y puede ser irrelevante para cualquier aplicacin prctica de

diseo.

Combinacin de Carga (LCB): 1.00 Carga Muerta + 1.00 Carga de Acera +

1.00 Carga Mvil

Figura 8.1. Cuadro de Dilogo de combinaciones de carga

31

Utilice Results > Combinations en el men principal para especificar las

combinaciones de carga e introduzca la siguiente combinacin

1. Seleccione Results> Load Combinations en el menu pricipal. 2. Lleve el cursor en la celda de la derecha abajo Active within the Load

Combination List. Haga clic una vez para conseguir un men desplegable, a

continuacin, seleccione Active

3. Ingrese LCB1 en la opcin Name. 4. Seleccione Add en la opcin Type. 5. Oprima la opcin Load Case y seleccione en la opcinDead Load (ST). 6. Ingrese 1.0 en la opcin Factor para Dead Load (ST). 7. Oprima la segunda opcin y seleccione Sidewalk Load (ST). 8. Ingrese 1.0 en la opcin Factor Sidewalk Load (ST). 9. Oprima la tercera opcin y seleccione MVL(MV). 10. Ingrese 1.0 en la opcin Factor MVL(MV). 11. Oprima

8.2. Verificacin de Forma Deformada

Utilice el siguiente procedimiento para revisar la forma deformada (Fig. 8.2):

1. Oprima Results> Deformations> Deformed Shape en el menu principal (Figura 8.2-).

2. Seleccione CBmin:LCB1 en la opcin Load Cases/Combinations. 3. Seleccione DXYZ en la opcin Components. 4. Marque () Undeformed y Legend en la opcin Type of Display. 5. Oprima el boton a la derecha de Deform en la opcin de Type of Display. 6. Seleccione Real Deform en la opcin de Deformation. 7. Marque () en Apply upon OK. 8. Oprima . 9. Oprima Hidden (activar).

32

Figura 8.2. Estructura Deformada

8.3. Diagrama de Fuerza Cortante y Momento Flexionante

El mtodo para la revisin de los diagramas de fuerza cortante y momento

flexionante son muy similares. Aunque, solo el mtodo para visualizar el diagrama

de momento flexionante se revisa en este caso. La intencin de este mtodo no es

visualizar el diagrama de momento flexionante de la estructura total. El objetivo es

visualizar solo los resultados especficos de una parte de la estructura. El siguiente

procedimiento ilustra como visualizar el diagrama de momento flexionante en el

plano X-Z (Fig. 8.3).

1. Oprima Hidden (desactivado).

2. Oprima Initial View en en el icono del men principal.

3. Oprima Select by Plane. 4. Seleccione XZ Plane en la pestaa Plane. 5. Oprima en la opcin Y Position y seleccione un punto con el mouse, el cual

definir el plano deseado X-Z (El color de los planos seleccionados cambian).

Para mayor comodidad seguir la instruccin dada, elegir y = 0. 6. Oprima . 7. Oprima Activate. 8. Oprima Front View. 9. Seleccione Beam Diagram in Results > Forces en el menu principal (Figure

8.3-).

33

10. Seleccione MVall: MVL en la opcin Load Cases/Combinations 11. Seleccione My en la opcin Components. 12. Seleccione 5 Points y Line Fill en la opcin Display Options. 13. Ingrese 1.0 en la opcin Scale. 14. Marque ()Contour y Legend en la opcin Type of Display. 15. Oprima .

Figura 8.3. Diagramas My (Plano XZ)

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8.4. Lneas de Influencia

Primero examinaremos las lneas de influencia para las reacciones del apoyo del

nodo 1 (Fig. 8.4).

1. Oprima Hidden (Desactivar) de la pestaa de control de vistas del men de

iconos.

2. Oprima Activate All de la pestaa de activacin del men de iconos.

3. Oprima Reactions de la pestaa Influence Lines/Surface en la barra de

herramientas.

4. Seleccione Lane 1 en la opcin Line/Surface Lanes.

5. Ingrese 1 en la opcin Key Node.

6. Ingrese 1.0 en la opcin Scale Factor.

7. Seleccione FZ en la opcin Components.

8. Marque () Legend en la opcin Type of Display.

9. Oprima .

10. Oprima Front View.

Figura 8.4. Lnea de Influencia

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Utilice la animacin para verificar los resultados de la lnea de influencia en los

apoyos (Fig. 8.5.)

1. oprima iso View.

2. Marque () Animate y Legend en la opcin Type of

3. Oprima .

4. Oprima Record como se muestra en la figura 8.5.

5. Oprima close (figura 8.6 )

Figura 8.5. Animacin de la lnea de influencia

La figura 8.6 muestra la deflexin de la lnea de influencia.

36

1. Oprima el botn de seleccin de unidades y cambie de m a mm.

2. Oprima Displacements en la pestaa Influence Lines/Surfaces de la barra de

herramientas (Fig. 8.6).

3. Confirme Lane 1 en la opcin Line/Surface Lanes.



6. Seleccione DZ en la opcin Components.


8. Oprima

Figura 8.6. Deflexin de la Lnea de Influencia

37

La figura 8.7 muestra los momentos de la lnea de influencia.

1. Oprima el botn de seleccin de unidades y cambie de mm a m.

2. Oprima Beam Forces/Moments en la pestaa Influence Lines/Surfaces de la

barra de herramientas (Fig. 8.7).

3. Confirme Lane 1 en la opcin Line/Surface Lanes.

4. Ingrese 23 en la opcin Key Element.


6. Seleccione i en la opcin Parts.

7. Seleccione My en la opcin Components.


9. Oprima .

Figura 8.7. Momentos de Lnea de Influencia

38

Utilice Moving Load Tracer para verificar las reacciones en la estructura resultante

del movimiento del trfico vehicular (Figure 8.8)

1. Seleccione Iso View y Initial View.

2. Oprima Select Plane.

3. Seleccione XY Plane en la pestaa Plane tab, oprima en la opcin Z Position,

y seleccione el nodo 1 con el mouse.

4. Oprima .

5. Oprima Activate de la pestaa de activacin del menu de iconos.

6. Seleccione Results>Moving Load Tracer>Reactions en el menu principal.

7. Seleccione MVmax : MVL1 en la opcin Moving Load Cases.



10. Seleccione FZ en la opcin Components.

11. Marque () Contour, Legend y Applied Loads en la opcin Type

of Display.

12. Oprima .

Figura 8.8 Verificacin de los puntos de carga de un vehculo usando la funcin Moving

Load Tracer

39

Usando Moving Load Tracer se puede verificar la localizacin de la carga de

movimiento, la cual causa el movimiento en el extemo i del elemento 28

1. Seleccione Results>Moving Load Tracer>Beam Forces/Moment en el men

principal.

2. Seleccione MVmax : MVL1 en la opcin Moving Load Cases.

3. Ingrese 28 en la opcin Key Element.


5. Seleccione i en la opcin Parts.


7. Marque () Contour, Legend y Applied Loads en la opcin Type

of Display.

8. Oprima

Figura 8.9. Verificacin de los puntos de carga de un vehculo usando la funcin Moving

Load Tracer

40

Habiendo determinado la localizacin de la carga mvil con la funcin Moving

Load Tracer, se examinar el mtodo para convertir la carga viva a carga esttica.

Si oprimimos el botn de Moving Load Tracer Function, la

carga esttica convertida se guarda en un archive MCT. Cuando ejecutamos dicho

archivo usando el comando MCT Command Shell en el archivo del modelo ya

generado, la carga esttica se introducir en el modelo. (Para detalles del MCT

Command Shell, referirse al Manual en lnea).

1. Oprima

2. Oprima en el cuadro de dilogo de Moving Load Converted to Static

Load.

3. Seleccione File>Exit en MIDAS/Text Editor.

4. En el men principal, selecciona Tools>MCT Command Shell>Open

>File Name (MVmaxMVL1My28.mct)>Open.

5. Oprima en el cuadro de dilogo de MCT Command Shell.

6. Oprima para Analysis/design results will be deleted; Continue? en

el cuadro de dilogo de CVLw.

7. Oprima en el cuadro de dilogo de MCT Command Shell.

8. Seleccione Load>Static Load Cases en el menu principal.

9. Confirme que MVmaxMVL1My28.mct es generado en la columna de Name

en el cuadro de dilogo de Static Load Cases.

10. Oprima en el cuadro de dilogo de Static Load Cases.

11. Click Analysis.

41

Figura 8.10. Carga viva convertida automticamente a carga esttica

42

Ahora se revisaran los momentos flexionantes debido a la carga esttica que fue

generada de la carga viva la cual causa el movimiento en el extremo i del elemento

28.

1. Seleccione Beam Diagram en la pestaa Result de la barra de herramientas

(Fig. 8.11).

2. Seleccione ST:MVmaxMVL1My28 en la opcin Load Cases/Combinations.


4. Seleccione 5 Points y Solid Fill en la opcin Display Options.

5. Ingrese 1.0 en la opcin Scale.

6. Marque ()Contour y Legend en la opcin Type of Display.

7. Oprima .

Figura 8.11. Diagrama de My para carga viva convertida a carga esttica

tutorial 04 puente en arco

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