Date post: | 23-Dec-2015 |
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DISEÑO DE PUENTE VIGA
Información Preliminar:
L L
L = 20 m.Sobrecarga: - Camión Stándar
- AASHTO Standar HS20
Número de vías (n) = 2
Concreto: = 210Kg/cm2
Acero: = 4200 Kg/cm2
Superestructura1. Predimensionamiento:
a. Ancho del puente (a)a = 3.60 + 3(n-1)a = 3.60 + 3(2-1)a = 3.60 + 3(1)a = 6.60 m.Asumo: a = 7.20m.
b. Viga PrincipalAncho (b)
Asumo B: 2.00 (económico)
Asumo b = 45cm.
Peralte (h)
Asumo h = 1.30m.
c. Viga Diafragma
Ancho Asumo = 25cm.Peralte
= 75% h = 0.75 (1.26) = 0.94m.
Asumo = 1.00m.Donde: B = Distancia centro a centro de viga principal (m)
L = Longitud de tramo (m)
d. LosaPeralte (t)
Donde: s = Luz libre entre vigas principales (pies)
0.05 Asfalto
t Losa
Vigas principales
b = 0.45m. s b = 0.45m. s b = 0.45m.
B = 2.00m. B = 2.00m.
Asumo t = 0.542’ = 17 cm
2. Análisis y Diseño de Losaa) Análisis
Carga muerta (D)Se analiza en 1m2 de losaAsumo = 2” = 5cm.Peso de losa = 2400 Kg /m3 x 1.00m. x 0.17m. = 408 Kg/mPeso de Asfalto = 2200 Kg/m3 x 1.00m. x 0.05m. = 110 Kg/m
Kg/m
M- = M+ =
M- = M+ =
M- = M+ = 124.45 Kg-m
Sobrecarga (L)
Por continuidad
Por impacto
Asumo I = 0.30
Por lo tanto:
1.55m.
+
Momento Último
b) DiseñoCálculo del peralte efectivo (d)
D = t – recua. -
: Asumo ½’ = 1.27cmRecub.:Asumo 2” = 5cm.Por lo tanto:d = 17 – 5 – 1.27/2d = 11.36cm.
Cálculo de acero estructural(Perpendicular a la dirección del tránsito, colocada en dos capas superior e inferior)
a = d/5 = 11.36/5 = 2.27cm.
Iterando: As = 9.81cm2
Cálculo de acero de repartición
Asumo:67%
Asfalto
Losa
Viga Principal
1.55/2 0.45m. 1.55/2
2.00m.
0.17m.
0.83m.
1.00m.
0.45m.
0.17m.
1.13m.
Viga diafragma
Usar:1 1/[email protected].
Cálculo de acero por temperatura
Por norma:
s 45cm.3 = 3(17) = 51cm
Usar 1 1/[email protected]. Análisis y diseño de viga principal
Viga Interior
a. AnálisisCarga muerta (D)Peso de losa: 2400Kg/m3 x 2m. x 0.17m. = 816Kg/mPeso de viga: 2400Kg/m3 x 0.45m. x 1.13m. = 1220.40Kg/mPeso asfalto: 2200Kg/m3 x 2m. x 0.05m. = 220Kg/m
= 2256.40Kg/m
Por peso de vigas diafragma
Para un tramo:Peso propio: 0.25m. x 0.83m. x 1.55m. 2400Kg/m3 = 771.90KgRepartición en los extremosP = 771.90/2 = 385.95 KgVigas interiores
20m. 20m.
WD = 2256.40Kg/m
16923 28205 16923
1692328205
2820516923
DFC
+
-
112820
63461.250 63461.250
7.5m.
7.5m.
DMF
-
+
Carga viva (L)Camión Stándar
771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg
10m. 10m. 10m. 10m.
20m. 20m.
RA =1302.582 Kg RB = 1013.118 Kg RC = 1543.8Kg
530.682Kg
241.218Kg771.90Kg
DFC
5306.82Kg-m
2894.64Kg-m
DMF
771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg
771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg
10m. 10m. 10m. 10m.
20m.
Posición de la resultante:
Analizando por línea de influencia
P 4P 4P
4.27m. 4.27m.
P 4P 4P
4.27m. 4.27m.
9P
5.29m.
Lado derecho:
Lado izquierdo:
Reemplazando en (1):(5/3L-RD)L + RD(L-a) – (L2/3) = 05/3L – RD + RD – RDa – (L2/3) = 0RD = 4/3 (L2/a)
L = 20m. L = 20m.
RA RDRC
RB
a
L L
1
2
Reemplazando en (2):RA = 5/3L – 4/3(L2/a)RA = L/3(5 – 4L/a)
Tramo AD
Tramo DB
1
2
A BC
D
L L
x
a
Tramo BC
A DB
C
a
L L
x
2
1
A D CB
a
L L
Cálculo de reacciones:L = 20m.a = 10m.
Cálculo de los momentos cada décimo de la luz:
DistanciaX (m)
MomentoM (Ton – m)
0 02 0.754 1.526 2.328 3.1610 4.0612 3.0416 2.1118 1.2820 0.5722 0.5724 1.2826 2.1128 3.0430 4.0632 3.1634 2.3236 1.5238 0.7540 0
Por camión stándar:
Por lo tanto: Mmàx O 222720 Ton-mSe trabaja con un eje
4.06ton-m 4.06Ton-m
20m. 20m.
Y1Y
Y2
4.27 4.27P 4P 4P
5.73 8.545.73
20m. 20m.
Impacto
Asumo I=0.26
Momento Último negativo
Momento Último positivo
b) Diseño
Cálculo del peralte efectivo (d):d = h – recb. - - recub: Asumo 4cm.
: Asumo ½” = 1.27cm: Asumo 1” = 2.54cm
d = 130 – 4 -1.27 – 2.54d = 122.19cm
Cálculo del acero estructural:a = 0.85cAsumo: c = t
c = 17cm
a = 0.85 (17)a = 14.45cm
t c
dh
2m.
Entonces:C < t10.52cm < 17cmPor lo tanto: Se diseña como una viga rectangular
Iterando:
Chequeo de cuantías:
Por lo tanto:
Viga Exterior
a) AnálisisCarga muerta (D)Peso de losa: 2400Kg/m3 x 1.82m. x 0.17m. = 742.56Kg/mPeso de viga: 2400Kg/m3 x 0.45m. x 1.13m. = 1220.40Kg/mPeso de asfalto: 2200Kg/m3 x 1.60 x 0.05m. = 176.00 Kg/mPeso de vereda: 2400Kg/m3 x 0.70m. x 0.25m. = 420.00Kg/mPeso de barandas = 150Kg/m
= 2708.56Kg/m
vereda 0.25m.
0.45m. 0.60m. 0.50m.
Viga principal
Losa
Asfalto
1.00
1.55/2 0.45 0.38 0.70
0.30
Peso por viga diafragma
20m. 20m.
mKgWD /56.2708
mKgWD /56.2708
67162.20
201486201486
201486
6762.20
2014866762.20
DFC
75557.48 75557.48
135428
DMF
7.5
7.5
5 5
20m.
385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg
RC = 771.90Kg
2653.4Kg
Por carga viva
385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg
10m. 10m. 10m. 10m.
20m.
RA =651.290Kg RB = 506.560Kg
265.34Kg
120.61Kg385.95Kg
1447.3Kg-m
DMF
Analizando por línea de influenciaSe trabaja con un eje
Impacto
Asumo I=0.26
Momento Último negativo
Momento Último positivo
DiseñoCálculo del peralte efectivo (d):d = h – recb. - - recub: Asumo 4cm.
: Asumo ½” = 1.27cm: Asumo 1” = 2.54cm
d = 130 – 4 -1.27 – 2.54d = 122.19cm
Cálculo del acero estructural:a = 0.85cAsumo: c = t
c = 17cm
a = 0.85 (17)a = 14.45cm
Entonces:C < t16.20cm < 17cmPor lo tanto: Se diseña como una viga rectangular
Iterando:
Chequeo de cuantías:
Por lo tanto:
Usar 20 1’ = 101.20cm2
4. Análisis y diseño de viga diafragma
a) AnálisisCálculo del momento torsor (Mt)
Donde: = Momento positivo o negativo de la losa D = Distancia a ejes de vigas secundarias
b) DiseñoCálculo del peralte efectivo (d)
Asumo: ¾ = 1.91cm.Recua. = Asumo 4cm.
Asumo 3/8 = 0.98cm.d = 100 – 4 – 1.91 – 0.98d = 93.11
Cálculo de acero estructuralA = 0.85 cAsumo:
C = t C = 0.17m = 17cm
a = 0.85 (17)a = 14.45cm.
Viga diafragma
Losa
Asfalto
0.05m.
0.17m.
0.83m.
0.25m.
1m.
Entoncesc < t1.145 < 17cmPor lo tanto: Se diseña como viga rectangular
a =d/5 = 93.11/5 = 18.62cm.
Iterando: As = 7.84cm2
Chequeo de cuantías
Por lo tanto:OK!
Usar: 2 1/2 + 2 3/4 = 8.24cm2
Cálculo de estribosSe usarán estribos de 3/8Se espaciarán:
a) S = 48 varilla=48 x 0.98 = 47.04 cm.b) S = d/2 = 93.11/2 = 46.56cm.
c) S =
Usar 3/8 [email protected] ; [email protected]. ; [email protected].
5. Análisis y diseño de vereda
a) AnálisisCarga muertaPeso de vereda: 0.50m x 0.25m. x 2400Kg/m3 = 300Kg/mPeso de baranda: = 150Kg/m
= 450Kg/m
0.225m. 0.50m.
0.725m.
0.15m.
0.25m.
vereda
Viga sardinel
L = 0.50m.
P = 150Kg/m
0.15m.
mKgWD /300
+
37.5Kg-m
52.5Kg-m
0.15m.
M- =
M- =
M- = 37.5 + 52.5M- = 90Kg-m
Carga vivaSobrecarga: 415Kg/m2
Mmax =
Mmax =
Mmax =
Impacto:
No cumpleAsumo I = 0.30
Por continuidad
mKgWD /415
L = 0.50m
51.88Kg-m
Por lo tanto:
Momento Último
Verificación del peralte de la veredaPor flexiòn
Por lo tanto:Es menor que h =25cm. OK!
b) DiseñoCálculo del peralte efectivo (d)d = h – recub. -
Por lo tanto:d = 25 – 5 – 1.27/2d = 19.36cm
Cálculo de aceroa = d/5 = 19.36/5 = 3.87cm
Iterando: As = 0.43 cm2
Cálculo de acero mínimo
Como > As
Usar = 3.60cm2
s = 1.29cm2/3.60cm2 x 100cm = 36cm
Usar 1 1/[email protected]
Cálculo de acero de repartición
% =
% =
% = 170.24 > 67%
Asumo 67%
Asrepart = 67% As
Asrepart = 0.67(6.45)
Asrepart = 4.32 cm2
S = (1.29cm2/4.32cm2) x 100cm = 30cm
Usar 1 1/[email protected]
Cálculo de acero por temperatura
Por norma:
S 45cm
3
Usar 1 1/2”@0.45m
Infraestructura1. Estribos
Información preliminar
Suelo:Peso específico: 1600Kg/cm3
Angulo de fricción: 45°Altura de estribo (H) = 6m.
a) Predimensionamiento
Pasando sobrecarga a equivalente al terreno
Chequeo de secciones críticasSección A
0.70 0.60S/C = 960kg/m2
6.00
0.500.50
0.50
3.50
1.50
Pared 1/50
C
B
A
b
H
163.2Kg/m2
1632Kg/m2
P1 =163.2Kg/m2 x 1.50m. = 244.8KgP2 = (408Kg/m2/2) x 1.50m. = 306KgW = 1.50m. x 0.7m. x 1.00m x 2300Kg/m3 = 2415Kg
a) Volteo:
P1
P2
b=0.70
h = 1.50
A
W4.08Kg/m2
b) Deslizamiento:
c) Esfuerzos:
0.14 < 0.12…….., si no hay tracciones
CL
e
W
M.volteo
W
A
=
q = 0.76 Kg. /cm2
q = 0.07 Kg. /cm2
* SECCION B