DISEÑO SUPERESTRUCTURA PUENTE L=20m

PROYECTO

PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.

CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050

FECHA : MARZO DEL 2013

Longitud del Puente: LL = 13.00 m

Distancia entre ejes de apoyo: L = 12.50 m SIMPLEMENTE APOYADO

Altura de la Viga: H = L/15-L/12= DE L/15= 0.83 HASTA L/12= 1.04

Se toma como altura de la Viga H = 1.20 m

Espesor de la losa:

t (mm) = 1.2(S+3000)/30 174.00 mm 17.40 cm minimo 17.5 cm

Se toma como espesor de la Losa t= 0.20 m

DESCRIPCION SIMBOLO MEDIDA(m)

Ancho de la Via A 3.600

Numero de Vias NV 1

Ancho de la Vereda c 0.600

Base de la Viga VP bw 0.450

Altura del cuello n 0.100

Espesor del asfalto e 0.000

u 0.100

z 0.100

Nº vigas diafragmas 4

Base de V diafragmas ad 0.250

Peralte de V diafragmas hd 0.900

Nº Vigas principales VP 2

Peralte viga Principal f 1.000

Espesor de la losa t 0.200

Espesor de la vereda g 0.200

Separación de vigas VP S 1.350

Separación eje vigas VP S' 1.800

Long. del volado losa a 0.875

Long. del volado vereda i 0.500

fy = 4,200.0 Kg/cm2

n = Es/Ec >= 6 9.385

f'c = 210.0 Kg/cm2

Usar n = 9.000

fc = 0,40*f'c 84.0 Kg/cm2

k = n / (n + r) 0.310

fs = 0,40*fy 1,680.0 Kg/cm2

j = 1 - k / 3 0.897

r = fs / fc 20.0 fc*j*k = 23.372

Es = 2.04E+06 Kg/cm2

Ec = 15,000 f'c^1/2 217,371 Kg/cm2

CONCRETO ϒc= 2400.00 Kg/m2 ASFALTO ϒa= 2200.00 Kg/m2

Barandas Metalicos:

Vertical: FºGº D=3" 5.00 Kg/m Horizontal: FºGº D=2" 4.00 Kg/m

B.1.1. ANALISIS ESTRUCTURAL POR CARGAS PERMANENTES: PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS

0.480 Tn/m

a. Metrado de cargas

Peso propio losa: (1m)*(t)*(2,40 Tn/m3) = 0.480 Tn/m

Peso del Asfalto: (1m)*(e)*(2,40 Tn/m3) = 0.000 Tn/m

Wd = 0.480 Tn/m 1.350 m

b. Momento por cargas permanentes

MD = Wd*S2/10 Entonces: MD = 0.087 Tn-m/m

B.1.2.- ANALISIS ESTRUCTURAL POR CARGAS VARIABLES: VEHICULOS DE DISEÑO

a. Determinacion y ubicación de las cargas del camion

Modificacion por Numero de Vias Cargadas

Se puede observar que el ancho de la seccion del puente es de 3.6 mts

Nº vias es 1, por lo que se afectara la carga por un factor de 1.20

Entonces se debe amplificar la carga por un factor ==> 1.2 * P

Pr = 7.400 Tn

1.2 * Pr = 8.880 Tn Carga viva Modificada

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PARA EL DISEÑO

B.- DISEÑO DE LA LOSA DEL PUENTE

GEOMETRIA DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL PUENTE

CARGA DE UNA RUEDA DEL CAMION HL-93

DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC

A.-PREDIMENSIONAMIENTO

B.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA LOSA DEL PUENTE

:

PROYECTO





:

El Pr de 7,4t representa una rueda del camioen HL-93

Dado que una rueda del tandem es 5,6t producira menor efecto en la

misma posicion x= 0.30 m

b. Momento producido por el camion (1 rueda Camion)

ML = ( S + 2' ) / 32' x Pr

ML = ( S + 0,61 ) / 9,75 x Pr

ML = 1.785 Tn-m/m

B.1.3.- ANALISIS POR EFECTOS DINAMICOS.I = 50' / ( S + 125' ) < 33%

I = 15,24 / ( S + 38,1 ) < 33%

I = 0.386 > 0.330

Tomamos ==> I = 0.330

Momento por efectos dinamicos=I*M MI = 0.589 Tn-m/m

B.2.1. VERIFICACION DEL PERALTE Analisis por una franja de 1m

Hallando los momentos por servicio Ms = MD + ML + MI b= 1.00 m

Ms = 2.462 Tn-m/m

El peralte mínimo requerido :

d = (2*Ms/(fc*j*k*b))(1/2)

d req. = 14.514 cm

Considerando recubrimiento de 2" y suponiendo el empleo de fierro de f=5/8" (1,59 cm), el peralte será como máximo :

Recubrimiento = 0.040 cm

Diametro de estribo = 3/8 0.953 cm

d = t - rec. - est./2 d asum. = 19.484 cm

Se debe cumplir d asum. > d req. VERDADERO CONFORME

B.2.2. DISEÑO POR SERVICIO

As = Ms/(fs*j*d) As = 8.388 cm2/m

Verificando la cuantía mínima

As mín = 14*b*d/fy As mín = 6.495 cm2/m

As mín < As VERDADERO USAR AREA DE ACERO CALCULADO

Se requiere el area de : As = 8.388 cm2/m

f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 23.596 cm

Usar: 5/8 @ 18.00 cm

B.2.3. DISEÑO POR ROTURARESISTENCIA I : Combinacion basica de carga relacionada con el uso vehicular normal sin considerar el viento

Mu = 1.3 (Wd + 1.67 ( Wl + Wi ))

ø = 0.90 para Flexion y Traccion de Concreto Armado

a. Acero Principal

a.1 Acero positivo y negativo

M+/- = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI)) M+/- = 5.268 Tn-m

As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)

Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)

w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w1 = 1.623096 r1 = 0.081155

w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w2 = 0.076904 r2 = 0.003845

As 1 = 158.120 cm2

As 2 = 7.492 cm2

Usamos: As+/- = 7.492 cm2

a = 1.76 cm

a.2.-Verificando la cuantía mínima:


As mín < As VERDADERO USAR AREA DE ACERO CALCULADO

Tomamos As+/- = 7.492 cm2/m

f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 26.419 cm

Usar: 5/8 @ 18.00 cm

B.2.-DISEÑO DE LA LOSA DEL PUENTE

REFUERZO PRINCIPAL: POSITIVO Y NEGATIVO


PROYECTO





:

b. Acero por distribución

Asd = a*Asp

Siendo : a = 3480/(S)^1/2

=< 67 %, Cuando el acero principal es perpendicular al transito

Acero Positivo

Asp: Acero principal positivo Asp = 7.492 cm2

S : luz libre entre las caras de vigas, en m. S = 1.350 m

a : porcentaje del acero principal positvo a = 94.71 =< 67 %

a = 67.00

Asd+ = 5.020 cm2/m

f 1/2 Af = 1.267 cm2

@ = 25.24 cm

Usar: 1/2 @ 18.00 cm

c. Acero de temperatura y contracción

Siempre que no exista otro refuerzo

Ast >= 1/8 pulg2/pie

Ast >= 2.646 cm2/m

Como es enmallado, Ast = 2.646 cm2/m

f 3/8 Af = 0.713 cm2

@ = 26.931 cm

Usar: 3/8 @ 25.00 cm

Se colocará en el sentido perpendicular al refuerzo principal (superior)

C.1.1. ANALISIS POR CARGAS PERMANENTES: PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS

Metrado de cargas y determinacion de momentos

Sección Carga(Tn) Distancia (m) Momento unidad

1 0.50 0.20 0.240 1.125 0.270 Tn-m/m

2 0.10 0.30 0.072 0.825 0.059 Tn-m/m

3 0.10 0.30 0.036 0.742 0.027 Tn-m/m

4 0.20 0.20 0.096 0.775 0.074 Tn-m/m

5 0.20 0.68 0.324 0.338 0.109 Tn-m/m

Asfalto 0.00 0.68 0.000 0.338 0.000 Tn-m/m

Vertical: FºGº D=3" 1.00 0.85 0.005 1.325 0.007 Tn-m/m

Horizontal: FºGº D=2" 1.00 1.00 0.008 1.325 0.011 Tn-m/m

MD = 0.557 Tn-m/m

C.1.2.- ANALISIS POR CARGAS VARIABLES: VEHICULOS DE DISEÑO Y SOBRECARGA

a. determinacion y ubicación de cargas

E = Ancho efectivo

X = Distancia rueda a empotramiento X1= 0.20 m

X1 = Distancia de la rueda a vereda X = 0.48 m

b.-determinacion de momentos

ML = Pr*X/E

E = 0,833*X + 1140 mm

E = 1.536 m

Pr = Peso de la rueda amplificado por factor de via:

Pr = 8.880 Tn

Entonces:

ML = 2.747 Tn-m/m

C.1.3.- ANALISIS POR EFECTOS DINAMICOS

Mi = I*Ml MI = 0.906 Tn-m/m

REFUERZO DE TEMPERATURA O CONTRACCION

Medidas

C.- DISEÑO DE LOSA DEL TRAMO EN VOLADIZO

REFUERZO POR DISTRIBUCION O REFUERZO TRANSVERSAL

C.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DEL TRAMO EN VOLADO

a

PROYECTO





:

C.2.1.- DISEÑO POR SERVICIO :

Ms = MD + ML + MI Ms = 4.210 Tn-m/m

As = Ms/(fs*j*d) As = 14.346 cm2/m

verificando la cuantía mínima


As mín < As VERDADERO USAR AREA ACERO CALCULADO

Tomamos As = 14.346 cm2/m

f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 13.80 cm

Usar: 5/8 @ 9.00 cm

C.2.2. DISEÑO POR ROTURA

a. Acero Positivo y Negativo

Mu +/- = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI)) Mu = 8.655 Tn-m/m



w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w1 = 1.569323 r1 = 0.078466

w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w2 = 0.130677 r2 = 0.006534

As 1 = 152.882 cm2

As 2 = 12.730 cm2

Usamos: As+/- = 12.730 cm2

a = 3.00 cm

Verificando con Acero negativo de la losa As- = 7.492 cm2/m

As > As- VERDADERO USAR AREA DE ACERO CALCULADO

Tomamos As = 12.730 cm2

f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 15.548 cm

Usar: 5/8 @ 9.00 cm


Asd = a*Asp

Siendo : a = 3480/(S)^1/2


Asp: Acero principal negativo Asp = 12.730 cm2

L : luz efectiva del volado (2*a), en m. L = 1.750 m


a = 67.000

Asd = 8.529 cm2/m

f 1/2 Af = 1.267 cm2

@ = 14.852 cm

Usar: 1/2 @ 10.00 cm




Ast >= 2.646 cm2/m


f 3/8 Af = 0.713 cm2

@ = 26.931 cm

Usar: 3/8 @ 25.00 cm

Se colocará en el sentido perpendicular y paralelo al sentido del tránsito (superior)

D.1.1. METRADOS DE CARGAS Y DETERMINACION DE MOMENTOS

a. Momento por peso propio

Descripcion Diametro Carga(Tn) Distancia (m)

Losa vereda 0.50 0.20 0.240 0.250 0.060 Tn-m/m

Vertical: FºGº D=3" 1.00 0.85 0.0762 0.005 0.450 0.002 Tn-m/m

Horizontal: FºGº D=2" 1.00 1.00 0.0508 0.008 0.450 0.004 Tn-m/m

Vd = 0.253 MD = 0.066 Tn-m/m

REFUERZO DE TEMPERATURA

C.2.-DISEÑO DEL TRAMO EN VOLADO

REFUERZO PRINCIPAL POSITIVO Y NEGATIVO


REFUERZO DE DISTRIBUCION O TRANSVERSAL

D.-ANALISIS Y DISEÑO DE VEREDAS

D.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE VEREDAS

Medidas Momento

PROYECTO





:

b. Momento por sobrecarga

Debido a carga horizontal sobre poste y peatones

Ml = Mpost + Mpeat

Mpost = P' *M M= 0.25

Mpeat = s/c*N N= 0.41

donde : P' = C*P/2

P = 10,000.00 lb

C = 1.00

P' = 2.268 Tn

Peatonal s/c = 73.70 Lb/pulg2

Peatonal s/c = 0.360 Tn/m2

La sobrecarga tambien se afecta por el factor de via que es de 1.2

Peatonal - Factor 1.2*s/c = 0.432 Tn/m2

Mpost = 0.934 Tn-m/m

Debido a la distribuc. de los postes se toma el 80%

Mpost = 0.747 Tn-m/m

Mpeat = 0.081 Tn-m/m

ML = 0.828 Tn-m/m

D.2.1. VERIFICACION DEL PERALTE

Hallando los momentos por servicio Ms = MD + ML + MI

Ms = 0.894 Tn-m/m

El peralte mínimo es :

d = (2*Ms*/(fc*j*k*b))(1/2)

d req. = 8.747 cm

considerando recubrimiento de 3 cm. y suponiendo el empleo de fierro de 1/2" (1,27 cm), el peralte será como máximo :

recubr. = 3.000 cm

estribo = 1/2" = 1.270 cm

d = g - rec. - est./2 d asum. = 16.365 cm

Se debe cumplir d asum. > d req. VERDADERO CONFORME

D.2.2. DISEÑO POR SERVICIO

As = Ms/(fs*j*d) As = 3.628 cm2/m



As mín < As FALSO USAR CUANTIA MINIMA


f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 36.285 cm

Usar: 5/8 @ 20.00 cm

D.2.3.- DISEÑO POR ROTURA

a. Acero Positivo y Negativo

Mu +/- = 1,25*(MD+1.75*(ML+MI)) Mu = 1.894 Tn-m/m



w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w1 = 1.661714 r1 = 0.083086

w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w2 = 0.038286 r2 = 0.001914

As 1 = 135.970 cm2

As 2 = 3.133 cm2


a = 0.74 cm




f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 36.285 cm

Usar: 5/8 @ 20.00 cm


Asd = a*Asp

Siendo : a = 3480/(L)^1/2


Asp: Acero principal negativo Asp = 5.455 cm2

L : luz efectiva del volado (2*0,55), en m. L = 1.100 m


a = 67.000

Asd = 3.655 cm2/m

REFUERZO PRINCIPAL POSITIVO Y NEGATIVO

D.2.-DISEÑO DE VEREDAS


PROYECTO





:

f 1/2 Af = 1.267 cm2

@ = 34.660 cm

Usar: 1/2 @ 20.00 cm

Se colocará en el sentido perpendicular al acero principal (inferior)




Ast >= 2.646 cm2/m


f 3/8 Af = 0.713 cm2

@ = 26.931 cm

Usar: 3/8 @ 25.00 cm

Se colocará en el sentido perpendicular y paralelo al sentido del tránsito (superior)

d. Chequeo por cortante

Vu = 1,25*VD+1.75*(VL+VI)

Carga muerta = Vd = 0.253 Tn/m

s/c (ancho=0,40 m) = Vl = 0.173 Tn/m

Vu = 0.619 Tn/m

Fuerza cortante que absorbe el concreto:

Vc =0,53*(f'c)1/2

*b*d Vc = 12.569 Tn/m

fVc = 10.684 Tn/m

fVc > Vu 10.684 > 0.619 VERDADERO BIEN

a. Momento por sobrecarga

AASHTO V = 500.000 Lb/pie H = g + n < 10"

Debido a la carga lateral de 760 Kg/m V = 0.760 Tn/m

H = g + n = 0.300 m USAR H = 0,254 m

USAR H = 0.254 m

M = V*H M = 0.190 Tn-m/m

Mu = 1,25*(MD+1.75*(ML+MI)) Mu = 0.333 Tn-m/m

Esta sección tiene un peralte de aprox. (cm) = 25.40 recub. = 5.00 cm

d = 20.40 cm



w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w1 = 1.695762 r1 = 0.084788

w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w2 = 0.004238 r2 = 0.000212

As 1 = 172.968 cm2

As 2 = 0.432 cm2


a = 0.10 cm





f 5/8 Af = 1.979 cm2

@ = 29.108 cm

Usar: 5/8 @ 20.00 cm

b. Chequeo por cortante

Vu = 1,25*VD+1.75*(VL+VI)

Cortante por sobrecarga = VL = 0.760 Tn/m

Vu = 1.330 Tn/m

Fuerza cortante que absorbe el concreto:

Vc =0,53*(f'c)1/2

*b*d Vc = 15.668 Tn/m

fVc = 13.318 Tn/m

fVc > Vu 13.318 > 1.330 VERDADERO BIEN

REFUERZO PRINCIPAL

D.3.-ANALISIS Y DISEÑO DEL SARDINEL

REFUERZO DE DISTRIBUCION O TRANSVERSAL

REFUERZO DE TEMPERATURA

PROYECTO





:

E.1.1. ANALISIS POR CARGAS PERMANENTES: PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS

a.-Metrado de cargas permanentes :Peso propio viga principal y cargas muertas.

b(m) h(m)

Losa =S/2*t = 0.675 0.20 0.324 Tn/m

Viga Principal= 1.200 0.45 1.296 Tn/m

Asfalto = 1.800 0.00 0.000 Tn/m

Losa Vereda = 0.500 0.20 0.240 Tn/m

Losa Volado = 0.875 0.20 0.420 Tn/m

Sardinel = 0.150 0.30 0.108 Tn/m

Pasamanos = 1.000 0.85 0.004 Tn/m

postes = 1.000 1.00 0.004 Tn/m

wd = 2.396 Tn/m

2.396 Tn/m

12.50 m

b. Momento por Cargas permentes: peso propio viga principal y cargas muertas (Mpp) :

Mpp = wd*(L/2-n)*(L/2+n)/2 Mpp = wd*(L-X)*X/2

Por Baret : Mpp = 46.186 Tn-m

En centro de Luz Mpp = 46.186 Tn-m

c.-Metrado de carga permanente: peso propio de vigas Diafragma

Peso propio de la viga diafragma es (W1) = hd*ad*S/2*Yc W1 = 0.365 Tn

d. Momento por peso propio de viga diafragma (Mvd) :

Según BARET, cálculo de n :

d1 = dist. entre eje delantero e intermedio ( 14' ) d1 = 4.300 m

d2 = dist. entre eje intermedio y posterior ( 14' - 30' ) d2 = 4.300 m

n = distancia del centro de luz a la sección donde se produce el Momento Flector Máximo según Baret

n = (4*d2-d1)/18 Si d1 = d2 = d = 14' n = 0.717 m

X = 5.53 m

Si se realiza el cálculo a la distancia X del apoyo derecho : Centro de Luz X = 6.250 m

Centro de luz X = L/2 = 6.250 m

Por Baret A X m de la izq.

Mvd Mvd (Tn-m) d2 = 14', L > d2 = 30', L > Mvd (Tn-m)

Si son 3 vigas diafragmas W1*(L-2*n)/4 = 1.008 1.139

Si son 4 vigas diafragmas W1*(L/3) = 1.519 L >= 6*n 4.267 10.770 1.519

Si son 5 vigas diafragmas W1*(L-n)/2 = 2.148 L >= 4*n 2.845 7.180 2.278

Si son 6 vigas diafragmas W1*(3L/5) = 2.734 L >= 10*n 7.112 17.949 2.734

Si son 7 vigas diafragmas W1*(3*L-2*n)/4 = 3.287 L >= 6*n 4.267 10.770

Usamos Momento por diafragma para : 4 Viga diafragma

Por Baret : Mvd = 1.519 Tn-m

En centro de Luz Mvd = 1.519 Tn-m

d. Momento Total Cargas permanentes (MD) = Mpp + Mvd

Por Baret : MD = 47.705 Tn-m

En c.Luz: MD = 47.705 Tn-m

E.1.2.- ANALISIS POR CARGAS VARIABLES: VEHICULOS DE DISEÑO Y SOBRECARGA

a.-Determinacion de cargas variables: Carga Viva de Vehiculos.

CAMION DE DISEÑO HL-93 TANDEM DE DISEÑO

Momento por viga diafragma (Mvd)

:

AREA DE INFLUENCIA PARA LA VIGA

E.- DISEÑO DE LA VIGA PRINCIPAL

E.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA VIGA PRINCIPAL

Elemento

Seccion transversal Carga

PROYECTO





:

a.1.-Primera alternativa de carga: camion de Diseño +Sobrecarga distribuida

UBICACIÓN LONGITUDINAL DEL CAMION DE DISEÑO PARA PRODUCIR EL MAXIMO ESFUERZO

Sabemos que: Sabemos tambien por Baret:

X=(14,78*4,30+3,57*8,6)/33,13 n=d/2

X= 2.85 m n= 0.73 m

d= 1.45 m La carga de 14,78t esta n del CL

SOBRECARGA DISTRIBUIDA.

0.96 Tn/m

12.50 m

a.2.-Segunda alternativa de carga viva: Tandem de diseño +sobrecarga distribuida

UBICACIÓN LONGITUDINAL DEL TANDEM DE DISEÑO PARA PRODUCIR EL MAXIMO ESFUERZO

Sabemos que: Sabemos tambien por Baret:

X=(11,2*1,2)/22,4 n=d/2

X= 0.60 m n= 0.30 m

d= 0.60 m La carga de 11,2t esta a una distncia n del CL

SOBRECARGA DISTRIBUIDA:

0.96 Ton/m

12.50 m

PROYECTO





:

E.1.3.-DETERMINACION DE MOMENTOS POR CARGAS VARIABLES.

a.- Determinacion de momentos por camion HL-93 + Sobrecarga distribuida

L/2-(d1-n) d1 d2 L/2-(d2+n)

Z X Y

L/2+n L/2-n

CARGAS DEL CAMION d1 = 4.300 m

1viga d2 = 4.300 m

P1 = 3.57 1.785 X= (L/2-n)*(L/2+n)/L 3.083 m

P2 = 14.78 7.390 Y= (L/2+n)*(L/2-n-d2)/L 0.682 m

P3 = 14.78 7.390 Z = (L/2-n)*(L/2+n-d1)/L 1.071 m

Mc= 31.914 t.m

P = 8,157.00 Lb P = 3,700.02 Kg

En centro de Luz M s/c = 32.14 Tn-m

Cálculo del coeficiente de concentración de cargas : X2 = 2' = 0.610 m

CCC =1+(A-10')/(bw+S)) CCC = 1.153

Por Baret : Mc = 36.807 Tn-m

En centro de Luz Mc = 37.073 Tn-m

SOBRECARGA DISTRIBUIDA

M eq = (L/2-n)*(L/2+n)*(W/2)

M eq = (L-X)*X*(W/2)

W = 645 Lb/pie W = 0.960 Tn/m

Por Baret : M eq = 18.494 Tn-m

En centro de Luz M eq = 18.748 Tn-m

Para 1 viga Entonces el efecto total producido:

Por Baret : M S/C = 9.247 Tn-m Por Baret: MC+S/C= 46.054 Tn-m

En centro de Luz M S/C = 9.374 Tn-m En C.Luz: MC+S/C= 46.446 Tn-m

b.- Determinacion de momento por eje tandem+ Sobrecarga Distribuida

M = PT*(L/2-n)*(L+2*n-dT)/L

M = PT*X/L*(2*L-2*X-dT) Si X < L/2

M = PT*(L-X)/L*(2*X-dT) Si L/2 < X < L

PT = 24,691.35 Lb PT = 11.200 Tn

dT = 4' dT = 1.200 m

Por Baret : M t = 65.041 Tn-m

En centro de Luz: M t = 63.280 Tn-m Entonces ele fecto total producido:

Por viga = M eq/2

Por Baret : M t = 32.520 Tn-m Por Baret: MC+S/C= 41.767 Tn-m

En centro de Luz: M t = 31.640 Tn-m En C.Luz: MC+S/C= 41.014 Tn-m

TOMANDO EL MAYOR MOMENTO

Por Baret: ML = 46.054 Tn-m

En C.Luz: ML = 46.446 Tn-m

c.- Determinacion de momentos por efectos dinamicos

I = 15,24/(L+38) <= 0,33 I = 0.302

I = < 0.330

Tomamos ==> I = 0.302

Momento de impacto

Por Baret: MI = 13.898 Tn-m

En C.Luz: MI = 14.017 Tn-m

14.78t 3.57t

4.30

14.78t

4.30

CL

n

PROYECTO





:

E.2.1- DISEÑO POR SERVICIO VIGA T Teniendo en cuenta:

Determinamos b : El menor de los tres : Para 1 capa en paquete de 3 barras

b =< L/4 b = 3.125 m d=H-rec-Фest-Фbarra

(b - bw)/2 =< 8 t b = 3.650 m d= 112.76 cm

(b - bw)/2 =< S/2 b = 1.800 m Para 2 capa

Tomamos : b = 1.800 m d=H-rec-Фest-Фbarra-2.54

Asumiremos para efectos de diseño d = 112.76 cm d= 110.22 cm

VERDADERO BIEN

E.2.1.-DISEÑO POR ROTURA

Por Baret : Mu = 192.173 Tn-m

En centro de Luz Mu = 193.282 Tn-m

Tomando el mayor Momento ( Mu ) : Mu = 193.282 Tn-m

Area de acero



w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w1 = 1.654076 r1 = 0.0827

w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w2 = 0.045924 r2 = 0.0023

As 1 = 1,678.622 cm2

b debe ser mayor a:

As 2 = 46.606 cm2

18.98 cm

Usamos: As = 46.606 cm2

a = 6.09 cm

CONSIDERANDO ACERO DE Ф: 1 ´´ Af = 5.07 cm2

fbarra = 2.54 cm

N° DE BARRAS NECESARIAS: As / Af 9.198 BARRAS

USAREMOS : 9 BARRAS DE 1

EL ACERO SE DISTRIBUYE EN: 1 CAPA:

Colocar : 3 Paquetes de: 3 barras de ø 1 ´´

EL AREA DE ACERO REAL: As= 45.60 cm2

E.2.3- VERIFICACIONES

1.-VERIFICACION DEL ANCHO MINIMO DE LA VIGA PRINCIPAL

Para verificar el ancho min de la viga principal se calculara el diametro de acero equivalente al paquete.

Ø barra eqv = 4.399 cm

As = 45.60 cm2

La distancia horizontal entre paquetes de barras no será menor que:

1,5 fbarra = 6.60 cm

1,5 T.M.agregado = 3.75 cm

Distancia entre barras = eh = 6.60 cm

Recubrimiento lateral (1.5") = rec = 3.75 cm

festribo = 0.95 cm

Ancho mínimo de la viga bw = 2*rec+2*fest+(# barras-1)*eh+#barras*fbarra

bw min= 35.80 cm CONFORME

2.- VERIFICACION DEL PERALTE DE LA VIGA PRINCIPAL

Ms = MD + ML + MI

Por Baret : Ms = 107.657 Tn-m En X : Ms = 108.168 Tn-m

Tomando el mayor Momento (Ms) Ms = 108.168 Tn-m

d = (2*Ms*/(fc*j*k*b))(1/2)

H = 120.00 cm

d < H - 10 cm = 110.00 cm

d = 71.710 cm VERDADERO CONFORME

2. VERIFICACION DE LA CUANTIA

Cálculo de la cuantía balanceada: rb = (0,85*f'c*b1/fy)*(0,003Es/(0,003*Es+fy) b1 = 0.85

rb = 0.0214 2.142%

la cuantia maxima es: rmáx = 0,75*rb = 0.0161 1.607%

La cuantía de la seccionde viga es: r = As/(b*d)= 0.0090 0.899%

la cuantia minima es: rmín = 0,7*f'c^1/2

/fy= 0.0024 0.242%

r > rmín VERDADERO CONFORME

r < rmáx VERDADERO CONFORME

3.-PARA NO VERIFICAR DEFLEXIONES:

r < rmáx VERDADERO CONFORME

4.-VERIFICACION POR FATIGA EN SERVICIO

Mf = 0.75 *( ML + MI ) Ma = Mf

Ma= 70.32 Tn-m

E.2.-DISEÑO DEL REFUERZO DE LA VIGA PRINCIPAL

DISTRIBUCION DEL AREA DE ACERO EN LA SECCION DE LA VIGA

Mu = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI))

PROYECTO





:

fsmáx = Ma/(As*j*d) fsmáx = 1,525.26 Kg/cm2

Momento mínimo por servicio: Mmín = MD

Mmín = 47.71 Tn-m

fsmín = Mmín/(As*j*d) fsmín = 1,034.75 Kg/cm2

Rango de esfuerzos actuantes Df = fsmáx - fsmín

Df = 490.513 Kg/cm2

Rango de esfuerzos admisibles

ff = 1470 - 0,33 fsmín + 551,2 (r/h) se puede asumir r/h = 0.30

ff = 1,293.893 Kg/cm2

DEBE CUMPLIR LA EXPRESION ff > Df VERDADERO CONFORME

5. VERIFICACION POR AGRIETAMIENTO

Esfuerzo máximo admisible fsmáx = Z/(dc*A)(1/3)

Exposición moderado Z = 30,000.00 Kg/cm2

Usamos Exposición severa Z = 23,000.00 Kg/cm2

recubrimiento = 5.08 cm

dc rec+Фest+Фb/2 = 7.30 cm

X = 13.02 cm < 7.24 cm

espaciamiento vertical (ev) = 3.81 cm

Usamos : X = 13.018 cm

A = 2*X*bw/#barras A = 130.175

fsmáx = 2,339.168 Kg/cm2

fsact = 1,525.261 Kg/cm2

DEBE CUMPLIR LA EXPRESIONfsact < fsmáx VERDADERO CONFORME

5.- VERIFICACION POR CORTE

Si se realiza el cálculo a la distancia X del apoyo izquierdo :

X = 6.250 m Centro de luz X = L/2

a. Por Peso Propio

Vdpp = wd*(L)/2 Vdpp = 14.977 Tn

Vdvd = W1*(1+2/3+1/3) Vdvd = 0.729 Tn

VD = Vdpp + Vdvd VD = 15.706 Tn

b. Por Sobrecarga HL - 93

VL = (P/L)*((4Ccc1+5Ccc)*(L-X)-Ccc*d1-5*Ccc*d2) Si X < L/2

VL = (P/L)*((4Ccc1+5Ccc)*X-Ccc*d1-5*Ccc*d2) Si L/2 < X < L

Si X = 0,00 => Ccc1 = 1,00 si no Ccc1 = Ccc Ccc1 = 1.153

VL S/C = 10.395 Tn

c. Por Sobrecarga Equivalente

VL eq = PV*(L-X)/L+W*(L-2*X)/2 Si X < L/2

PV = 26,000 Lb PV = 11.794 Tn

W = 645 Lb/pie W = 0.960 Tn/m VL eq = 5.897 Tn

Por viga = VL eq/2 VL eq = 2.948 Tn

d. Por Sobrecarga Eje Tandem

VL et = PT*(2*L-2*X-dT)/L Si X < L/2

VL et = PT*(2*X-dT)/L Si L/2 < X < L VL et = 10.125 Tn

Por viga = VL et/2 VL et = 5.062 Tn

Tomando el mayor Corte ( Vl ) VL = 10.395 Tn

e. Por Impacto

VI = I*VL VI = 3.137 Tn

FINALMENTE SE TIENE:

Dist. Apoyo VD(Tn) VL(Tn) VI(Tn)

6.250 15.706 10.395 3.137

f. Diseño por Rotura

Vu = 1,3*(VD+1.67*(VL+VI)) Vu = 49.796 Tn

Esfuerzo cortante último

uu = Vu/(bw*d) uu = 9.814 Kg/cm2

Esfuerzo cortante resistente de concreto

uc =(0,5(f"c)^1/2

+175*r*Vu*d/Mu) r = 0.0090 uc =0,53(f"c)^1/2

175*r*Vu*d/Mu < 1,00 Vu*d/Mu = 0.291

USAR = 0.291

Factor de reduccion esfuerzo de corte f = 0.85

uc = 7.703 Kg/cm2 uc = 7.680 Kg/cm

2

Cortante Resistente ultimo: fuc = 6.547 Kg/cm2 fuc = 6.528 Kg/cm

2

fuc = 6.528 Kg/cm2

uu < fuc VERDADERO BIEN, SI NECESITA ESTRIBOS

Usar estribos de Фest: 3/8 Av = 1.425 cm2

S = Av*fy/((uu-fuc)*b) S = 40.49 cm Фest= 0.953 cm

S < d / 2 = 56.38 cm

Colocar estribo de 3/8" 1 @ 0.05, 10 @ 0.10, 10@ 0.15,10@25, Resto @ 0.35 a/e

DISTRIBUCION DE REFUERZO TRANSVERSAL

PROYECTO





:

E.2.4. DISEÑO DE ACERO LATERAL

Cuando la viga tiene mas de 2' (0,61 m) de alto H= 1.200 m

ASL = 10% Aspp ASL = 4.560 cm2

El espaciamiento entre barras : (d-r)/4= 27.19 cm

El menor de : 30 cm = 30.00 cm bw = 45.00 cm

Usando: S = 27.19 cm

Numero de fierros será: # fierros = (H - 15)/S

# fierros = 3.92

Usando: # fierros = 2 por c/lado

As = 1.14 cm2

/ barra

Lo cual es aproximadamente equivalente a una varilla Фb: 3/4

Af = 5.700 cm2

Colocar: 2 varillas Ф 3/4 en cada lado de la Viga Principal

COLOCAR: 2 barras de ø 1 ´´

COLOCAR: 2 barras de ø 3/4´´ en c/lado

120

COLOCAR: 3 Paquetes de: 3 barras de ø 1 ´´

bw

45

Estribo 3/8" :1 @ 0.05, 10 @ 0.10, 10@ 0.15,10@25, Resto @ 0.35 a/e

F.1.1.- ANALISIS POR PESO PROPIO

Según datos las dimensiones son :

Ancho vigas diafragmas (ad)= 0.250

Peralte vigas diafragmas (hd)= 0.900

Separacion viga entre ejes ( S + bw ) 1.800

Metrado de Cargas Peso Propio :

Elemento Carga unidad

Viga diafragma 0.250 0.900 0.540 Tn/m

0.540 Tn/m

0.219 Tn - m

MD = 0.219 Ton - m

1.800 m

F.- ANALISIS Y DISEÑO DE LA VIGA DIAFRAGMAF.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA VIGA DIAFRAGMA

DISEÑO DE REFUERZO DE LA VIGA PRINCIPAL

Medidas (m)

PROYECTO





:

F.1.2.- MOMENTO POR SOBRECARGA (HL-93) +EFECTOS DINAMICOS

Modificacion por Numero de Vias Cargadas

Nº vias es 1, por lo que se afectara la carga por un factor de 1.2

Pr = 7.400 Tn

1.2 * Pr = 8.880 Tn Carga viva Modificada

El Pr de 7,4t representa una rueda del camioen HL-93

Dado que una rueda del tandem es 5,6t producira menor efecto en la misma posicion

x= 1.10 m

Del apoyo derecho(VP)

ML+I= P * b = 5.19 Ton - m P = 11.544 (s/c + Impacto)

ML+I = 5.19 Ton - m

0.90 0.90

FINALEMENTE SE TIENE:

M = ML+MI + M D

M = 5.414 Ton - m

F.2.1.-DISEÑO POR SERVICIO

fy = 4200.00 Kg/cm2 n = Es/Ec >= 6 9.38

f'c = 210.00 Kg/cm2 Usar n = 9.00

fc = 0,40*f'c 84 Kg/cm2 k = n / (n + r) 0.31

fs = 0,40*fy 1680 Kg/cm2 j = 1 - k / 3 0.90

r = fs / fc 20 fc*j*k = 23.37

Es = 2.04E+06 Kg/cm2 Ec = 15,000 f'c^1/2 2.17E+05

a. VERIFICACION DEL PERALTE

Hallando los momentos por servicio Ms = MD + ML + MI

Ms = 5.414 Tn-m/m

El peralte mínimo es :

d = (2.0*Ms/(fc*j*k*b))(1/2)

d req. = 43.046 cm

Considerando los siguientes:

rec. = 4.000 cm

Фestribo = 3/8 0.953 cm

d = hd - rec. - Фest-Фb/2 d asu. = 84.095 cm

Debe cumplir: d asu.> d req. VERDADERO CONFORME

b. DISEÑO POR SERVICIO

As = Ms/(fs*j*d) As = 4.274 cm2/m




EL AREA DEL ACERO REQUERIDO ES: As = 7.008 cm2

ASUMIENDO ACERO DE Ф: 3/4 Af = 2.850 cm2

EL NUMERO DE BARRAS ES: 2.46 barras Фbarra: 1.91

USAMOS: 3 BARRAS DE 3/4

COLOCAREMOS EN 1 CAPAS: 3 BARRAS 3/4


F.2.2.- DISEÑO POR ROTURA

1.0 Acero Principal

1.1 Acero positivo y negativo

M+/- = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI)) M+/- = 11.562 Tn-m



w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w1 = 1.664664 r1 = 0.104041

w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d

2)))

0,5)/2 w2 = 0.035336 r2 = 0.002209

As 1 = 218.734 cm2

As 2 = 4.643 cm2


a = 0.87 cm

Verificando la cuantía mínima

As mín = 14*b*d/fy As mín = 7.008 cm2/m As mín < As FALSO

USAR CUANTIA MINIMA

EL AREA DEL ACERO REQUERIDO ES: As = 7.008 cm2

ASUMIENDO ACERO DE Ф: 3/4 Af = 2.850 cm2

EL NUMERO DE BARRAS ES: 2.46 barras Фbarra: 1.91

USAMOS: 3 BARRAS DE 3/4

COLOCAREMOS EN 1 CAPAS: 1 CAPA 3 BARRAS 3/4


F.2.-DISEÑO DE LA VIGA DIAFRAGMA

L/2 L/2

PROYECTO





:

Verificando del ancho minimo de la base de viga diafragma

Para verificar el ancho min de la viga principal se calculara el diametro de acero equivalente al paquete.

Ø barra eqv = 1.380 cm

As = 8.55 cm2

La distancia horizontal entre paquetes de barras no será menor que:

1,5 fbarra = 2.07 cm

1,5 T.M.agregado = 3.75 cm

Distancia entre barras = eh = 3.75 cm

Recubrimiento lateral (1.5") = rec = 3.75 cm

festribo = 0.95 cm

Ancho mínimo de la viga bw = 2*rec+2*fest+(# barras-1)*eh+#barras*fbarra

bw min= 21.05 cm VERDADERO CONFORME

COLOCAR: 2 barras de ø 3/4´´

0.90 COLOCAR: 2 barras de ø 1/2"

COLOCAR: 3 barras de ø 3/4´´

b

0.250

Estribo 3/8 : 1 @ 0.05, 4@ 0.10 a/e.

DISEÑO DE REFUERZO DE LA VIGA DIAFRAGMA

Documents

DISEÑO SUPERESTRUCTURA PUENTE L=20m