Diseño Estribo h=7m

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Diseño de un estribo en excel con h = 7m segun las normas AASHTO

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  • Valor Unidad

    4

    0.4

    1.2

    1900 kg/m3

    3.86 kg/cm2

    3

    7 m

    32

    0.56 radianes

    28 m

    5.1 m

    1.5 m

    1

    0

    150%

    1.5 m

    2400 kg/m3

    0.6 m

    0.95 T/m3

    7.5 cm

    4200 kg/m3

    210 kg/cm3

    200000 Mpa

    2039400 kg/cm2

    P=

    Xa=

    P=

    Xa=

    Datos

    DISEO DE ESTRIBO

    d=

    hormigon=

    Carga de carril=

    Fy=

    fc=

    Es=

    H=

    =

    L viga=

    Ancho puente=

    # carriles=

    S=

    Zona sismica=

    A=

    Coeficiente de sitio=

    suelo=

    q admisible=

    F.S=

    Altura de suelo equiva=

    Recubrimiento hormigon=

    % aumento N=

    Altura viga+losa+apoyo=

  • Ka=

    Valor unidad Valor escogido Unidad

    0.29 m

    0.44 m

    4.67 m

    3.5 m

    D= 0.7 m 1.1 m

    t inf= 0.7 m 0.9 m

    t sup= 0.29 m 0.3 m

    L punta= 1.8 m 1.5 m

    L talon= 3.1 m

    h parap= 1.5 m

    b parap= 0.25 m

    e1= 0.4 m

    e2= 0.6 m

    t1= 0.3 m

    t2= 0.35 m

    S= 0.17 radianes 10.01

    0.7 mN =

    B = 5.5 m

    Predimensionamiento

  • Factor

    Resistencia la

    Factor

    Resistencia lb

    Factor

    Ev. extremo la

    Factor

    Ev. extremo lb

    Factor

    Servicio I

    Tipo

    Carga

    V (T)=

    Factor

    Resistencia la

    Factor

    Resistencia lb

    Factor

    Ev. extremo la

    Factor

    Ev. extremo lb

    Factor

    Servicio I

    Tipo

    Carga

    V (T)=

    Factor

    Resistencia la

    Factor

    Resistencia lb

    Factor

    Ev. extremo la

    Factor

    Ev. extremo lb

    Factor

    Servicio I

  • Por metro de muro

    Figura Vol (m3) Peso (T/m) Xa (m) Mx (T.m/m) Ya (m) My (T.m/m)

    1 0.375 0.90 2.625 2.36 6.25 5.63

    2 0.38 0.91 2.275 2.07 5.3 4.83

    3 0.105 0.252 2.52 0.63 4.9 1.23

    4 1.2 2.88 2.25 6.48 3.10 8.93

    5 0.09 0.216 2 0.43 4.9 1.06

    6 1.02 2.448 1.9 4.65 2.23333 5.47

    7 6.05 14.52 2.75 39.93 0.55 7.99

    22.13 56.56 35.13

    Xa= 2.56 m

    Ya= 1.59 m

    Figura Vol(m3) Peso (T/m) Xa (m) Mx (T.m/m) Ya (m) My (T.m/m)

    8 16.23 30.83 4.13 127.16 4.05 124.85

    9 0.105 0.20 2.63 0.53 4.7 0.94

    10 1.19 2.26 2.58 5.82 2.8 6.33

    11 0.01 0.03 1.52 0.04 1.37 0.04

    12 0.6 1.14 0.75 0.86 1.3 1.48

    34.45 134.41 133.64

    Xa= 3.90 m

    Ya= 3.88 m

    Peso propio superestructura

    P= 11.02 T/m P= 0.48 T/m

    Xa= 2.15 m Xa= 2.15 m

    P= 25.72 T/m Lsy= 3.14 T/m

    Xa= 2.15 m Xa= 4.125 m

    Peso asfalto

    Peso carga viva Sobrecarga por carga viva

    =

    Peso propio muro

    Cargas verticales

    Peso terreno

    =

  • Ka= 0.31

    Ea= 14.30 T/m Ls= 2.45 T/m

    Ubicado a= 2.33 m Ubicado a = 3.5 m

    Kh= 0.2 F sismica= 5.52 T/m

    Kv= 0 Ubicado a = 6.25 m

    0.20 rad

    11.31

    Kae= 0.44 Peso camion= 25

    F. Frenado= 2.58 T/m

    Eae= 6.22 T/m Ubicado a = 8.8 m

    Ubicado a = 3.5 m

    Fuerza inercial del estribo

    W= 56.58

    F.estribo= 11.32

    Ubicada a= 2.98

    Tipo DW EV LL+IM LS

    Carga DC PDC PDW EV PLL+IM LSV VU(T)

    V (T)= 22.13 11.02352941 0.4804 34.45 25.72 3.14 96.94

    Factor 0.9 0.9 0.65 1 0 1.75

    Resistencia la 19.92 9.92 0.31 34.45 0.00 5.49

    Factor 1.25 1.25 1.5 1.35 1.75 1.75

    Resistencia lb 27.66 13.77941176 0.7206 46.51 45.00 5.49

    Factor 0.9 0.9 0.65 1 0 0.5

    Ev. extremo la 19.92 9.92 0.31 34.45 0.00 1.57

    Factor 1.25 1.25 1.5 1.35 0.5 0.5

    Ev. extremo lb 27.66 13.78 0.72 46.51 12.86 1.57

    Factor 1 1 1 1 1 1

    Servicio I 22.13 11.02 0.48 34.45 25.72 3.14

    la=

    lb=

    Servicio I=

    Cargas verticales (Vu)

    Analisis al vuelco y desplazamiento.

    Analisis de presiones

    Chequeo de agrietamiento

    70.09

    139.16

    66.17

    103.10

    96.94

    Empuje dinamico

    =

    Carga sismica

    Fuerza frenado

    DC

    Cargas horizontales

    Empuje activo Sobrecarga por carga viva

  • Tipo DW EV LL+IM LS

    Carga DC PDC PDW EV PLL+IM LSV VU(T)

    V (T)= 56.56 23.70058824 1.0328 134.41 55.29 12.93 283.92

    Factor 0.9 0.9 0.65 1 0 1.75

    Resistencia la 50.91 21.33 0.67 134.41 0.00 22.63

    Factor 1.25 1.25 1.5 1.35 1.75 1.75

    Resistencia lb 70.705875 29.62573529 1.5493 181.45 96.75 22.63

    Factor 0.9 0.9 0.65 1 0 0.5

    Ev. extremo la 50.91 21.33 0.67 134.41 0.00 6.47

    Factor 1.25 1.25 1.5 1.35 0.5 0.5

    Ev. extremo lb 70.71 29.63 1.55 181.45 27.64 6.47

    Factor 1 1 1 1 1 1

    Servicio I 56.56 23.70 1.03 134.41 55.29 12.93

    Tipo LS EH Br

    Carga LS EH EQ F. Sismo F. estribo Br VU(T)

    V (T)= 2.45 14.30 6.22 5.52 11.32 2.58 42.39

    Factor 1.75 1.5 0 0 0 1.75

    Resistencia la 4.29 21.45 0.00 0.00 0.00 4.52

    Factor 1.75 1.5 0 0 0 1.75

    Resistencia lb 4.2908653 21.45432647 0 0.00 0.00 4.52

    Factor 0.5 1.5 1 1 1 0.5

    Ev. extremo la 1.23 21.45 6.22 5.52 11.32 1.29

    Factor 0.5 1.5 1 1 1 0.5

    Ev. extremo lb 1.23 21.45 6.22 5.52 11.32 1.29

    Factor 1 1 0 0 0 1

    Servicio I 2.45 14.30 0.00 0.00 0.00 2.58

    Tipo LS EH Br

    Carga LS EH EQ F. Sismo F. estribo Br VU(T)

    V (T)= 8.58 33.37 21.76 34.51 33.75 22.70 154.68

    Factor 1.75 1.5 0 0 0 1.75

    Resistencia la 15.02 50.06 0.00 0.00 0.00 39.73

    Factor 1.75 1.5 0 0 0 1.75

    Resistencia lb 15.018029 50.06009511 0 0.00 0.00 39.73

    Factor 0.5 1.5 1 1 1 0.5

    Ev. extremo la 4.29 50.06 21.76 34.51 33.75 11.35

    Factor 0.5 1.5 1 1 1 0.5

    Ev. extremo lb 4.29 50.06 21.76 34.51 33.75 11.35

    Factor 1 1 0 0 0 1

    Servicio I 8.58 33.37 0.00 0.00 0.00 22.70

    104.81

    104.81

    155.73

    155.73

    64.66

    47.02

    47.02

    19.33

    EQ

    Momentos de vuelco (cargas horizontales) (Mhu)

    EQ

    Momento estabilizador (cargas verticales) (Mvu)

    Cargas horizontales (Vu)

    30.26

    30.26

    DC

    229.95

    402.71

    213.78

    317.44

    283.92

  • Chequeo de estabilidad y esfuerzos

    a.- Vuelco alrededor del punto A.

    Estado limite de resistencia

    e max= 1.38 m

    Estado limite evento extremo

    e max= 2.01666667 m

    Estado Vu(T/m) Mvu(T.m/m) Mhu(T.m/m) Xo e e max

    Resistencia la 70.09 229.95 104.81 1.79 0.96 1.38 CUMPLE

    Resistencia lb 139.16 402.71 104.81 2.14 0.61 1.38 CUMPLE

    Even. Extremo la 66.17 213.78 155.73 0.88 1.87 2.02 CUMPLE

    Even. Extremo lb 103.10 317.44 155.73 1.57 1.18 2.02 CUMPLE

    b.- Deslizamiento en base del estribo.

    u= 0.625

    0.80

    1

    Estado Vu(T/m) Resistente (T/m)

    Resistencia la 70.09 35.04 30.26

    Resistencia lb 139.16 69.57 30.26

    Even. Extremo la 66.17 48.59 47.02

    Even. Extremo lb 103.10 64.42 47.02

    b= 0.7 m

    h= 0.7 m

    Kp= 6.3

    R= 0.467

    kp factorado= 2.94

    Ep= 7.24

    Actuante (T/m)

    CUMPLE

    CUMPLE

    CUMPLE

    CUMPLE

    En caso de no cumplir alguno se aadira un dentellon de concreto y se procede a calcular un empuje pasivo.

    t=

  • Capacidad de carga factorada del terreno (qr)

    1.- Estado limite de resistencia. 2.- Estado limite de evento extremo.

    = 0.45 = 1

    qr= 5.21 kg/cm2 qr= 11.58 kg/cm2

    3.- Estado limite de servicio.

    qadm= 3.86 kg/cm2

    Estado Vu(T/m) Mvu(T.m/m) Mhu(T.m/m) Xo (m) e (m) q(kg/cm2)

    Resistencia la 70.09 229.95 104.81 1.79 0.96 1.96 CUMPLE

    Resistencia lb 139.16 402.71 104.81 2.14 0.61 3.25 CUMPLE

    Even. Extremo la 66.17 213.78 155.73 0.88 1.87 3.77 CUMPLE

    Even. Extremo lb 103.10 317.44 155.73 1.57 1.18 3.29 CUMPLE

    Servicio I 96.94 283.92 64.66 2.26 0.49 2.14 CUMPLE

    Presiones actuantes en la base del estribo.

  • 1.- DISEO DE PANTALLA.

    Carga distribuida Valor (T/m) Carga (T) Yp M (T.m)

    Sobrecarga 0.35 2.07 2.95 6.10

    Empuje activo 3.44 10.16 1.97 19.98

    Empuje dinamico 0.75 4.42 2.95 13.03

    F. Sismo 5.52 5.15 28.44

    F. Inercial 8.18 2.79 22.86

    F. Frenado 2.58 7.7 19.87

    W inercial= 40.90 T/m

    F inercial= 8.18 T/m

    Ubicado a= 2.79 m

    a.- Acero por flexion.

    Estado limite de resistencia I

    n= 1

    Mu= 75.41 T.m

    Estado limite de evento extremo I

    n= 1

    Mu= 107.28 T.m

    asumido= 2.6 cm

    z= 8.8 cm

    d= 81.2 cm

    f= 1

    As impuesto= 33.04 cm2

    a= 7.77 cm

    As obtenido= 33.04 cm2

    A acero= 5.3 cm2

    Espaciado= 0.16 m

    Calculo del acero

    Cargas que se encuentran sobre la pantalla

  • As maximo

    = 0.85

    0.11 0.42

    As minimo

    fr= 29.13 kg/cm2

    S= 135000 cm2

    Mcr= 47.19 T.m

    Mu= 142.68 T.m

    47.19 < 107.28

    26 mm

    @ 0.16 m

    B.- Acero por temperatura.

    As temp= 16.2 cm

    Por cara

    As temp= 8.1 cm

    asumido= 1.6 cm

    Area acero= 2.01 cm2

    Espaciado= 0.25 m

    16 mm

    @ 0.25 m

    Por lo tanto para flexion usar =

    CUMPLE

    CUMPLE

    Por lo tanto para flexion usar =

    CUMPLE

    CUMPLE ACERO

  • C.- Revision de fisuracion por distribucion de armadura

    Para armadura principal

    dc= 6.3 cm

    b= 16 cm A= 201.60 cm2

    nv= 1

    30000 N/mm

    30600 kg/cm

    fsa= 2826 kg/cm2

    Esfuerzo de acero bajo cargas de servicio

    Ms= 45.95 T.m/m

    b= 0.16

    Ms= 7.35 T.m

    Ec= 222355.68 kg/cm2

    9.17179159 c=

    9

    Ast= 47.78 cm2

    Momentos respecto al eje neutro para determinar Y

    NO CUMPLE

    n=

    Z=

    a b c Y1 Y2

    0.167 -1 -81.2 25.21 -19.2378981

    Y= 19.24 cm

    C= 61.96 cmEsco

    ger v

    alor

    Y

  • Inercia de la seccion transformada

    I= 221428 cm4

    fs= 1851.40 kg/cm2

    1851.40 < 2520

    d.- Revision por corte

    n= 1

    Vu= 23.37 T

    n= 1

    Vu= 35.68 T

    bv= 100 cm

    de= 81.2 cm

    dv= 77.31 cm

    73.08

    Vc= 59.38 T 64.8

    CUMPLE

    Vn1= 59.38 T

    Vn2= 405.89 T

    La resistencia del concreto al corte es:

    59.38 > 35.68

    CUMPLE

    CUMPLE

    No gobierna el diseo pero se lo realiza para comprobar que no se requiere armadura

    transversal. Se lo disea con estado limite de resistencia I y evento extremo I.

  • 2.- DISEO DE LA CIMENTACION

    a.- Acero parte superior de zapata.

    Cargas Valor x M

    Peso propio 8.18 1.55 12.69

    Terreno 33.29 1.61 53.62

    Sobrecarga 3.14 1.73 5.41

    Estado limite de resistencia I

    n= 1

    Mu= 97.71 T.m

    Se omite el estado evento extremo pues no es critico.

    asumido= 2.6

    z= 8.8 cm

    d= 101.2 cm

    = 0.9

    As impuesto= 26.35 cm2

    a= 6.20 cm Area acero= 5.31 cm2

    As obtenido= 26.35 cm2 Espaciado= 0.20 m

    As maximo

    = 0.85

    0.07 0.42

    Un diseo conservador es no considerar la reaccion del suelo.

    CUMPLE

    As minimo

    fr= 29.13 kg/cm2

    S= 201666.667 cm2

  • Mcr= 70.49 T.m

    Mu= 129.95 T.m

    70.49 < 97.71

    26 mm

    @ 0.20 m

    B.- Acero por temperatura.

    As temp= 16.5 cm2

    Por cara

    As temp= 8.25 cm

    asumido= 1.6 cm

    Area acero= 2.01 cm2

    Espaciado= 0.24 m

    16 mm

    @ 0.24 m

    CUMPLE

    CUMPLE

    Por lo tanto para flexion usar =

    CUMPLE ACERO

    Por lo tanto para flexion usar =

  • c.- Revision del talon por corte

    n= 1

    Vu= 60.66 T

    bv= 100 cm

    de= 101.2 cm

    dv= 98.10 cm

    91.08

    Vc= 75.35 T 79.2

    CUMPLE

    Vn1= 75.35 T

    Vn2= 515.03 T

    La resistencia del concreto al corte es:

    67.81 > 60.66

    d.- Acero en fondo de zapata

    3.77 kg/cm2

    37.71 T/m2

    Se desprecia el peso del terreno y de la punta

    para un diseo conservador.

    CUMPLE

    qu=

  • Mu= 22.81 T.m

    asumido= 1.8

    z= 8.40 cm

    d= 101.60 cm

    = 1

    As impuesto= 5.38 cm2

    a= 1.27 cm Area acero= 2.54 cm2

    As obtenido= 5.38 cm2 Espaciado= 0.47 m

    Mu= 22.81 T.m

    As maximo

    = 0.85

    0.01 0.42

    As minimo

    fr= 29.13 kg/cm2

    S= 201666.667 cm2

    Mcr= 70.49 T.m

    Mu= 30.34 T.m

    30.34 < 22.81

    18 mm

    @ 0.23 m

    CAMBIAR AREA ACERO

    Por lo tanto para flexion usar =

    CUMPLE ACERO

    CUMPLE

  • e.- Revision de la punta por corte

    n= 1

    Vu= 83.13 T

    bv= 100 cm

    de= 101.60 cm

    dv= 100.97 cm

    91.44

    Vc= 77.55 T 79.2

    CUMPLE

    Vu= 3.41 T.m

    Vn1= 77.55 T

    Vn2= 530.08 T

    La resistencia del concreto al corte es:

    77.55 > 3.41

    CUMPLE