PREDIM.PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA METLICA Y LOSADATOS DE
DISEOL=25.00M.Longitud del Puente entre ejes de apoyoN V =1.00Nmero
de VasN Vi =2.00Nmero de vigasa=4.00M.Ancho de calzadaS
=2.80M.Distancia entre eje de vigasdex =0.85M.Distancia de extremo
de losa a eje de viga exterior
1.- Peralte Mnimo de la Vigad=L/30L =25.00M.d =0.83M.Asumir:d
=0.90M.2.- Peralte mnimo de la Viga compuestahc=L/25L =25.00M.hc
=1.00M.Asumir:hc =1.10M.3.- Espesor de losat =hc - dt =0.20M.Tambin
:t =0.19M.S =Separacin entre ejes de vigas metlicasS =2.80M.Se
tomar al mayor:t =0.20M.
ANALISISANALISIS ESTRUCTURALDATOS DE MATERIALES
P.e. c. =2.40tn/m3.Peso especifico del concretoP.e. a.
=7.85tn/m3.Peso especifico del aceroP.e. as. =2.20tn/m3.Peso
especifico del asfalto
f'c =280.00kg/cm2.Esfuerzo de compresin del concretofy
=4,200.00kg/cm2.Esfuerzo a la fluencia del acero de refuerzoFy
=3,500.00kg/cm2.Esfuerzo a la fluencia del acero
estructuralFu=4,000.00kg/cm2.Resistencia a la traccin minimaEs
=2.10E+06kg/cm2.Modulo de eslasticidad del acero
Ancho efectivo de alasLa longitud efectiva del tramo usado en el
clculo del ancho efectivo del ala puede ser tomada como la longitud
real del tramo para tramos simplemente apoyados.FACTORES DE
RESISTENCIAMODIFICADORES DE CARGACOMBINACIONES DE CARGANmero de
vasEl numero de vias es igual a la parte entera de w/3.60 donde w
es el ancho libre de la calzada, en metrosN V =wN V =1.003.60CAMION
DE DISEOCorresponde al AASHTO HL93 metodo del LRFD, camion
ESTNDAR145 kN =14.78tn.35 kN =3.57tn.La distancia entre los ejes de
145 kN. Sera tomada como aquella que estando entre los limites de
4.30 m.y 9.00 m. resulta en los mayores efectos.TANDEM DE DISEOEl
tandem consistira en un conjunto de dos ejes, cada uno con una
carga de 110 KN (11.20 tn) espaciadosa 1.20 m., la distancia entre
las ruedas de cada eje en direccion transversal sera de 1.80
m.SOBRECARGA DISTRIBUIDASe considerara una sobrecarga de 9.3 kN/m
(970 kgf/m) uniformemente distribuida en direccionlongitudinal
sobre aquellas porciones del puente en las que se produzca un
efecto desfavorable.Se supondra que esta sobrecarga se distribuye
uniformemente sobre un ancho de 3.00 m. en direcciontransversal.
Esta sobrecarga se aplicara tambien sobre aquellas zonas donde se
ubique el camion o el tandem de diseo.MODIFICACION POR NUMERO DE
VIAS CARGADASLos efectos maximos de las cargas vivas seran
determinados considerando todas las posiblescombinaciones de numero
de vias cargadas, multiplicando en cada caso las cargas por los
factoresindicados en la siguiente tabla.EFECTOS DINAMICOSLas cargas
vivas correspondientes al camion o tandem de diseo se incrementara
en los porcentajesindicados en la siguiente tabla, con el fin de
tener en cuenta los efectos de amplificacion dinamica y
deimpacto.Factores de Distribucin de MomentosVigas ExterioresUna
via cargada: Regla de la palanca, m=1.20Momento por Carga
VivaCalculamos los momentos mediante el software SAP 2000HL-93MEs
el vehiculo compuesto por el tandem + la carga equivalente.HL-93KEs
el vehiculo compuesto por el camion estandar + la carga
equivalente.En ambos casos se consideran los efectos dinamicos, que
corresponde a 33% (efecto de impacto)Se considera los dos estados
de cargaDiagrama de momentosM CV+ IM = 0.814 x294.94tn-mM CV+ IM =
240.08tn-mFactores de Distribucin de CortantesVigas ExterioresUna
via cargada: Regla de la palanca, m=1.20Diagrama de cortantes
V CV+ IM = 0.814 x50.40tn.
V CV+ IM = 41.03tn.Estado limite de FatigaIndependientemente del
numero de vias, para el estado limite de fatiga se considerara como
cargavertical la de un solo camion de diseo, pero con una distancia
fija de 9.00 m. entre los dos ejes de 145 KN e incluyendo los
efectos dinamicos especificados.Diagrama de momentosM FATIGA =
0.814 x154.24tn-mM FATIGA = 125.55tn-mDiagrama de cortantesV FATIGA
= 0.814 x29.21tn.V FATIGA = 23.78tn.Reacciones a la SubestructuraNo
se aplican factores de distribucinApoyo ExteriorReaccin por carga
viva vehicularRA =50.40tn.Reaccin por sobrecarga peatonalRA =1L x
1.00 x 0.36RA =4.50tn.2Momento por Carga Permanente
1.- Carga muerta de componentes estructurales (WDC1)
Losa :2.40x 1.00 x0.20x2.25=1.08tn/m.
Viga :=0.28tn/m.Otros elementos metalicos (25%Peso viga)
:=0.07tn/m.
WDC1=1.43tn/m.2.- Carga muerta de componentes no estructurales
(WDC2)
Veredas :2.40x 1.00 x0.15x0.80=0.29tn/m.
Barandas :0.15x 1.00 x1.00=0.15tn/m.
WDC2=0.44tn/m.3.- Carga muerta de la superficie de rodadura
(WDw)
Asfalto :2.20x 1.00 x0.05x2.00=0.22tn/m.
WDW=0.22tn/m.Efectos por cargas permanentes en vigas
exterioresMomentos
POSICION(M)DC1
(TN-M)DC2(TN-M)DW(TN-M)12.50112.4334.3517.18CortantesPOSICION(M)DC1
(TN)DC2(TN)DW(TN)0.0018.005.502.75
DISEO VIGADISEO DE VIGA METALICASe tiene la siguiente seccion
transversal:DATOS:h =1.10M.Espesor total de vigas compuestashv
=0.90M.Espesor de la viga I compuestabfs =0.40M.Ancho ala
superiortfs = 0.025M.Espesor ala superiorhw =0.85M.Altura del
almatw =0.019M.Espesor del alma bfi = 0.40M.Ancho ala inferiortfi
=0.025M.Espesor ala inferiorPeso =0.28TN/M.Peso de la vigats
=0.20M.Espesor de losa
Limites de proporcionalidad de la seccinProporcin en almaAlma
con rigidizador longitudinal?NO
Si tiene rigidizador longitudinal:D300tw
Si no tiene rigidizador longitudinal:D150tw
Donde: D = hwD=0.85=44.74150OK!tw0.019Porporcin en alasDebe
cumplir:bf12bfD2 tf6tf1.1 twVerificando en el Ala
superior:812OK!0.400.1416666667OK!0.0250.0209OK!Verificando en el
Ala inferior:812OK!0.400.1416666667OK!0.0250.0209OK!Ala en
compresin Superior o Inferior? SuperiorInercia del ala en
compresinInercia Iyc =0.0001333333M4.Inercia Iy
=0.0002671525M4.Relacin de proporcin0.1 Iyc
0.9Iyc=0.499OK!IyIyDeterminacin de la proporcin modularn =EsEcEs
=2.1 E+06 kg/cm2=2.06E+05MPaEc ==25,153.10MPan =8.19n
=8.00Determinacin del ancho efectivo de losaLa longitud efectiva
del tramo usado en el clculo del ancho efectivo del ala puede ser
tomada como la longitud real del tramo para tramos simplemente
apoyados.Momento de flexin positivoMCLLefect =2,500.00CM.El ancho
efectivo puede ser tomado como la mitad del ancho efectivo de la
viga interior adyacente masel menor valor de :1Lefect=312.50CM.86ts
+ 1/2 bw=6x20+1/2*40 =140.00CM.Ancho de la losa en voladizo
=85.00CM.Entonces ancho efectivo bE=225.00CM.Alosa
=4,500.00CM2.Ilosa X-X =150,000.00CM4.Ilosa Y-Y
=18,984,375.00CM4.Propiedades de la seccin para resistir cargasViga
solaSeccinAreaA (cm2)y1cmA y1(cm3)dy - y1d2A d2Icgbh3/12Ala
superior100.0088.758,875.00-43.751,914.06191,406.2552.08Alma161.5045.007,267.500.000.000.00102,354.17Ala
inferior100.001.25125.0043.751,914.06191,406.2552.08361.5016,267.50382,812.50102,458.33Centro
de gravedady = A y =45.00CM. AMomento de Inercia:IR = Icg + A
d2=485,270.83CM4.Irot =485,270.83CM4.yt =45.00CM.Distancia del eje
a la fibra superior
yb =45.00CM.Distancia del eje a la fibra inferiorSt
=10,783.80CM3.Modulo de seccin fibra superior
Sb =10,783.80CM3.Modulo de seccin fibra inferiorSeccin
compuesta3n =24bequiv. =9.38SeccinAreaA (cm2)y1cmA y1(cm3)dy -
y1d2A
d2Icgbh3/12Viga361.5045.0016,267.5018.78352.84127,553.25485,270.83Losa187.50100.0018,750.00-36.221,311.59245,922.676,250.00549.0035,017.50373,475.92491,520.83Centro
de gravedady = A y =63.78CM. AMomento de Inercia:IR = Icg + A
d2=864,996.76CM4.Irot =864,996.76CM4.yt =26.22CM.Distancia del eje
a la fibra superior
yb =63.78CM.Distancia del eje a la fibra inferiorSt
=32,995.19CM3.Modulo de seccin fibra superior
Sb =13,561.31CM3.Modulo de seccin fibra inferiorSlosa
=23,884.48CM3.Modulo de seccin fibra superior losaSeccin compuestan
=8.00bequiv. =28.13SeccinAreaA (cm2)y1cmA y1(cm3)dy - y1d2A
d2Icgbh3/12Viga361.5045.0016,267.5033.481,121.05405,260.98485,270.83Losa562.50100.0056,250.00-21.52463.02260,447.7218,750.00924.0072,517.50665,708.71504,020.83Centro
de gravedady = A y =78.48CM. AMomento de Inercia:IR = Icg + A
d2=1,169,729.54CM4.
Irot =1,169,729.54CM4.yt =11.52CM.Distancia del eje a la fibra
superior
yb =78.48CM.Distancia del eje a la fibra inferiorSt
=101,557.91CM3.Modulo de seccin fibra superior
Sb =14,904.40CM3.Modulo de seccin fibra inferiorSlosa
=54,360.87CM3.Modulo de seccin fibra superior losaDEL ANALISIS
ESTATICO DEL PUENTEEfectos por cargas permanentes en vigas
exterioresMomentosPOSICION(M)DC1
(TN-M)DC2(TN-M)DW(TN-M)12.50112.4334.3517.18CortantesPOSICION(M)DC1
(TN)DC2(TN)DW(TN)0.0018.005.502.75DEL ANALISIS DINAMICO DEL
PUENTEEfectos por carga vehicular HL-93 en vigas
exterioresMomentosM CV+ IM = 240.08tn-mM FATIGA =
125.55tn-mCortantesV CV+ IM = 41.03tn.V FATIGA =
23.78tn.COMBINACION DE LOS EFECTOS DE CARGAS (MOMENTO
MAXIMO)Esfuerzos en flexin para carga no compuestafsup. Viga
=MDC1=1042.58kg/cm2Stfinf. Viga =MDC1=1042.58kg/cm2SbEsfuerzos en
flexin para carga compuestafsup. Viga =MDC2=104.11kg/cm2Stfinf.
Viga =MDC2=253.29kg/cm2Sb
fsup. losa =MDC2=143.82kg/cm2Slosa
fsup. Viga =MDW=52.07kg/cm2St
finf. Viga =MDW=126.68kg/cm2Sb
fsup. losa =MDW=71.93kg/cm2Slosa
Esfuerzos en flexin para sobrecarga movil
fsup. Viga =MLL=236.40kg/cm2St
finf. Viga =MLL=1610.81kg/cm2Sb
fsup. losa =MLL=441.64kg/cm2SlosaResumen de valores sin
factorizarCargaMomentos(kg-cm)fsup. Viga (kg/cm2)finf. Viga
(kg/cm2)fsup. losa (kg/cm2)No compuesta
DC11.12E+071,042.581,042.58-Compuesta
DC23.44E+06104.11253.29143.82Compuesta
DW1.72E+0652.07126.6871.93Sobrecarga LL
(HL93)2.40E+07236.401,610.81441.64Sobrecarga LL
(Fatiga)1.26E+07123.63842.38230.96Resumen de valores
factorizadosCargaMomentos(kg-cm)fsup. Viga (kg/cm2)finf. Viga
(kg/cm2)fsup. losa (kg/cm2)Resistencia
I6.29E+071,925.164,628.78-Servicio
II4.76E+071,506.073,516.61789.88Fatiga9.42E+0692.72631.78173.22Como
se muestra en el cuadro anterior, en el estado limite de
resistencia, la tensin elstica en el fondode la viga excede la
tensin minima.Por lo tanto es necesario colocar planchas de acero
en la parte inferior de la viga (platabandas)Propiedades de la
seccin de la viga con una platabanda en la parte inferiorViga
sola
SeccinAreaA (cm2)y1cmA y1(cm3)dy - y1d2A d2Icgbh3/12Ala
superior100.0090.659,065.00-51.732,676.22267,621.7652.08Alma161.5046.907,574.35-7.9863.7210,289.98102,354.17Ala
inferior100.003.15315.0035.771,279.34127,933.7652.08Platabanda76.000.9572.2037.971,441.56109,558.2626.67437.5017,026.55515,403.75102,485.00Centro
de gravedady = A y =38.92CM. AMomento de Inercia:IR = Icg + A
d2=617,888.75CM4.Irot =617,888.75CM4.yt =52.98CM.Distancia del eje
a la fibra superior
yb =38.92CM.Distancia del eje a la fibra inferiorSt
=11,662.20CM3.Modulo de seccin fibra superior
Sb =15,876.75CM3.Modulo de seccin fibra inferiorSeccin
compuesta3n =24bequiv. =9.38SeccinAreaA (cm2)y1cmA y1(cm3)dy -
y1d2A
d2Icgbh3/12Viga+Platabanda437.5038.9217,026.5518.89357.01156,190.94617,888.75Losa187.50101.9019,106.25-44.091,943.71364,445.526,250.00625.0036,132.80520,636.45624,138.75Centro
de gravedady = A y =57.81CM. AMomento de Inercia:IR = Icg + A
d2=1,144,775.20CM4.Irot =1,144,775.20CM4.yt =34.09CM.Distancia del
eje a la fibra superior
yb =57.81CM.Distancia del eje a la fibra inferiorSt
=33,583.41CM3.Modulo de seccin fibra superior
Sb =19,801.52CM3.Modulo de seccin fibra inferiorSlosa
=21,165.24CM3.Modulo de seccin fibra superior losaSeccin compuestan
=8bequiv. =28.13SeccinAreaA (cm2)y1cmA y1(cm3)dy - y1d2A
d2Icgbh3/12Viga+Platabanda437.5038.9217,026.5535.431,255.11549,108.76617,888.75Losa562.50101.9057,318.75-27.55759.26427,084.5918,750.001,000.0074,345.30976,193.35636,638.75Centro
de gravedady = A y =74.35CM. AMomento de Inercia:IR = Icg + A
d2=1,612,832.10CM4.
Irot =1,612,832.10CM4.yt =17.55CM.Distancia del eje a la fibra
superior
yb =74.35CM.Distancia del eje a la fibra inferiorSt
=91,874.66CM3.Modulo de seccin fibra superior
Sb =21,693.80CM3.Modulo de seccin fibra inferiorSlosa
=42,946.21CM3.Modulo de seccin fibra superior losaDEL ANALISIS
ESTATICO DEL PUENTEEfectos por cargas permanentes en vigas
exterioresMomentosPOSICION(M)DC1
(TN-M)DC2(TN-M)DW(TN-M)12.50112.4334.3517.18CortantesPOSICION(M)DC1
(TN)DC2(TN)DW(TN)0.0018.005.502.75DEL ANALISIS DINAMICO DEL
PUENTEEfectos por carga vehicular HL-93 en vigas
exterioresMomentosM CV+ IM = 240.08tn-mM FATIGA =
125.55tn-mCortantesV CV+ IM = 41.03tn.V FATIGA =
23.78tn.COMBINACION DE LOS EFECTOS DE CARGAS (MOMENTO
MAXIMO)Esfuerzos en flexin para carga no compuestafsup. Viga
=MDC1=964.05kg/cm2Stfinf. Viga =MDC1=708.14kg/cm2SbEsfuerzos en
flexin para carga compuestafsup. Viga =MDC2=102.28kg/cm2Stfinf.
Viga =MDC2=173.47kg/cm2Sb
fsup. losa =MDC2=162.29kg/cm2Slosa
fsup. Viga =MDW=51.16kg/cm2St
finf. Viga =MDW=86.76kg/cm2Sb
fsup. losa =MDW=81.17kg/cm2Slosa
Esfuerzos en flexin para sobrecarga movil
fsup. Viga =MLL=261.31kg/cm2St
finf. Viga =MLL=1106.68kg/cm2Sb
fsup. losa =MLL=559.03kg/cm2SlosaResumen de valores sin
factorizarCargaMomentos(kg-cm)fsup. Viga (kg/cm2)finf. Viga
(kg/cm2)fsup. losa (kg/cm2)No compuesta
DC11.12E+07964.05708.14-Compuesta
DC23.44E+06102.28173.47162.29Compuesta
DW1.72E+0651.1686.7681.17Sobrecarga LL
(HL93)2.40E+07261.311,106.68559.03Sobrecarga LL
(Fatiga)1.26E+07136.66578.74292.35Resumen de valores
factorizadosCargaMomentos(kg-cm)fsup. Viga (kg/cm2)finf. Viga
(kg/cm2)fsup. losa (kg/cm2)Resistencia
I6.29E+071,866.963,168.85-Servicio
II4.76E+071,457.202,407.06970.20Fatiga9.42E+06102.49434.06219.26Como
se muestra en el cuadro anterior, en el estado limite de
resistencia, la tensin elstica en el fondode la viga no excede la
tensin minima.COMBINACION DE LOS EFECTOS DE CARGAS (CORTANTE
MAXIMO)Resumen de valores sin factorizarCargaCortantes(kg)No
compuesta DC118,000.00Compuesta DC25,500.00Compuesta
DW2,750.00Sobrecarga LL (HL93)41,025.60Sobrecarga LL
(Fatiga)23,776.94Resumen de valores
factorizadosCargaCortantes(kg)Resistencia I105,294.80Servicio
II79,583.28Fatiga17,832.71COMPUTO DEL MOMENTO PLASTICOPara las
secciones compuestas, el momento plstico Mp, es calculado como el
primer momento de fuerzas plsticas sobre el eje neutro plstico.Para
el ala en tensin:Fyt =3,500.00kg/cm2bt =40.00cm.tt =2.50cm.Pt =Fyt.
bt .tt =350,000.00kgPara el alma:
Fyw =3,500.00kg/cm2Dw =85.00cm.tw =1.90cm.Pw =Fyw. Dw .tw
=565,250.00kgPara el ala en compresinFyc =3,500.00kg/cm2bc
=40.00cm.tc =2.50cm.Pc =Fyc. bc .tc =350,000.00kgPara el tablero de
losaf'c =280.00kg/cm2bs =225.00cm.ts =20.00cm.Ps=0.85 f'c . bs .ts
=1,071,000.00kg
Verificando la ubicacin del eje neutro plasticoPt + Pw
=9.15E+05kgPs =1.07E+06kgLa distancia Y se calcula mediante la
siguiente expresin
Y =tc x ((Pw+Pt-Ps)+ 1 )2PcY =0.69cm.El momento plstico, Mp, se
computa como sigue, dnde d es la distancia de una fuerza del
elemento (o elemento el eje neutro) al el eje neutro plstico:ds = Y
+ (ts/ 2) - tc =8.19cm.dw = tc + (Dw / 2) - Y =44.31cm.dt =tc + Dw
+ (tt / 2) - Y =88.06cm.Mp =64,901,369.53kg/cmDETERMINACION SI LA
SECCION ES COMPACTA O NO COMPACTAVerificando la esbeltez del alma2
DcptwDesde que el eje neutro plstico se localiza dentro del ala en
compresinDcp =0.00cm.2 Dcp=0.0092.10cm.OK!twPor consiguiente se
considera que la seccin es compactaESTADO LIMITE DE
RESISTENCIAFlexinMn = 1.3 Rh Myfactor hbrido Rh = 1.00El momento de
fluencia (My) se calcula como:My = MD1 + MD2 + MADFy
=3,500.00kg/cm2MD1 =1.25MDC1=14,053,750.00kg-cmMD2 =1.25MDC2 + 1.5
MDW=6,870,750.00kg-cmPara el ala inferiorSNC =15,876.75CM3.SLT
=19,801.52CM3.SST =21,693.80CM3.MAD =49,198,096.11kg-cmMyb = MD1 +
MD2 + MAD=70,122,596.11kg-cmPara el ala superiorSNC
=11,662.20CM3.SLT =33,583.41CM3.SST =91,874.66CM3.MAD
=192,049,645.90kg-cmMyt = MD1 + MD2 + MAD=212,974,145.90kg-cmEl
momento de fluencia My, es el menor valor calculado para ambas
alas. Por consiguiente, My es:My =70,122,596.11kg-cmPor
consiguiente, para la seccin del momento positivo, la resistencia a
la flexin nominal se calculacomo:Mn = 1.3 Rh MyMn =
91,159,374.95kg-cmAdemas:Dp = ts + Y - tcDp =18.19cm.Fy
=3,500.00kg/cm2 =0.70d = Dvigad =90.00cm.ts =20.00cm.th =2.50cm.D'
=10.50cm.5 D' =52.50cm.Por consiguiente:D' < Dp < 5 D'Mn =
63,931,011.28kg-cmPor consiguiente uso:Mn = 63,931,011.28kg-cmEl
requisito de ductilidad se verifica como:Dp=18.19=1.73Dp
5OK!D'10.50D'La resistencia a la flexin factorizada, Mr, se calcula
como:f =1.00Mr = f MnMr =63,931,011.28kg-cmLa resistencia a la
flexin positiva a esta seccin de la viga se verifica como:i i Mi Mr
i =0.95i Mi =62,938,703.00kg-cmi i Mi59,791,767.85kg-cmComo:i i
Mi10.00cm.OK!La segunda verificacin es para el momento de inercia
del atiesador intermedio transversal. Esterequisito debe asegurar
la suficiente rigidez.El momento de inercia del atiesador
transversal debe satisfacer lo siguiente: Donde:do =125.00cm.tw
=1.90cm.D =85.00cm.J1 =-0.84Por consiguiente:J1 =0.50Entonces:do
tw3 J1 =428.69cm4.It =868.93cm4.Por consiguiente:It =868.93>do
tw3 J1 =428.69OK!La tercera verificacin es para el rea del
atiesador transversal. Este requisito asegura el rea suficiente
para que el componente vertical soporte la tensin. El rea de
cualquier atiesador transversal debe satisfacer lo
siguiente:Donde:B =2.4Para un solo atiesadorD=44.74D =85.00cm.tw tw
= 1.90cm.C =1.00Vu = 100,030.06kg.Vu =0.31Vr =327,845.00kg.Vr Fyw
=3,500.00kg/cm2E =2.10E+06kg/cm2bt =14.00cm.tp =0.95cm.
=217.170.311 E =653,100.00kg/cm2Entonces:Fcr =3,007.26kg/cm2Fys
=2,500.00kg/cm2=5.05Por consiguiente:Fcr =2,500.00kg/cm2As
=-90.97cm2As = d btAs =13.30cm2OK!La verificacion de la
especificacin para el rea es satisfecha.Por consiguiente, los
atiesadores intermedios transversales satisfacen todas las
verificaciones requeridas.ESTADO LIMITE DE RESISTENCIAChequeo por
constructibilidad. La viga debe verificarse para la flexin durante
la construccin, la viga ya se ha verificado en sucondicin final
cuando se comporta como una seccin compuesta.El chequeo por
constructibilidad debe verificarse tambien cuando la viga se
comporta como unaseccin no compuestaLa investigacin por
constructibilidad de la viga empieza con el chequeo de la seccin no
compactadel ala en compresin, el cual debe satisfacer:bf
=0.40m.bf=8.00tf =0.025m.2tfPor consiguiente, el ala en compresin
de la seccin no compacta debe satisfacer:El trmino rt, se define
como el radio de giro de la seccin de acero respecto al eje
vertical, la seccincomprende el ala en compresin de la seccin de
acero ms un tercio de la profundidad del alma,tomados sobre el eje
vertical.D =91.90-38.92=52.98cm.Dc =D - tc
=52.98-2.50=50.48cm.Dc=16.83cm.3bc =40.00cm.tc =2.50cm.tw
=1.90cm.It =13,342.95cm4.At =131.97cm2.rt =10.06cm.E
=2.10E+06kg/cm2Fyc =3,500.00kg/cm2Lp =433.48cm.Lb
=300.00cm.Separacin entre vigas de arriostre o vigas diafragmasPor
consiguiente, se procede con el calculo de la torsin lateral en la
seccin no compuestaLa torsin lateral puede ocurrir cuando el ala en
compresin no se apoya lateralmente.La torsin lateral generalmente
es muy crtico para los momentosSi la torsin lateral ocurre, el
momento de resistencia plstico Mp no puede alcanzarce.La
resistencia de flexin nominal del ala en compresin es determinado
mediante la ecuacinsiguiente:Fn =Rb Rh FcrEl factor de reduccin Rb
se calcula como:b =4.64para secciones donde Dc es mayor que D/2Dc
=50.48cm.D =85.00cm.D=42.5cm.2Por consiguiente:b =4.64Se debe
satisfacer:2 Dc=53.14twE =2.10E+06kg/cm2fc =1.25fsup. Viga fc
=1205.07kg/cm2=193.70OK!Por consiguiente:Rb =1.00Para la seccin
homognea, Rh se toma como 1.0Rh =1.00La compresin critica en el ala
que es la tensin local Fcr, es calculado como:=256.00=7.29Fcr
=2,142.59kg/cm2Fyc =3,500.00kg/cm2Usar:Fcr =2,142.59kg/cm2Por
consiguiente la resistencia de flexin nominal del ala en compresin
es determinado mediante laecuacin siguiente:Fn = Rb Rh FcrFn
=(1.00)(1.00)2,142.59=2,142.59kg/cm2Adems, la resistencia de flexin
nominal del ala en compresin no debe exceder la resistencia de
flexin nominal basada en la torsin lateral, el cual es determinado
como:Se chequea:2 Dc=53.14tw E =2.10E+06kg/cm2Fyc =3,500.00kg/cm2b
=4.64=113.66OK!Se chequea:=13,333.33cm4.d =92.00cm.St
=11,662.20cm3.Modulo de seccin fibra superiorE =2.10E+06kg/cm2Fyc
=3,500.00kg/cm2Iyc . d . E =2.58E+12St Fyc =4.08E+07Lr
=1,115.40cm.Lb =300.00cm.Separacin entre vigas de arriostre o vigas
diafragmasPor consiguiente:El factor de correccin Cb, se calcula
como:Use:Pl=0.50Basado en el analisisPhCb =1.30Kb =1.75Por lo
tanto:My = Fyc St =4.08E+07kg-cm13,333.33cm4.At = tc
bc=100.00cm2.11.55cm.497.80cm.Lb =300.00cm.Lr
=1,115.40cm.=61,560,461.58kg-cmMn = Rb Rh My =4.08E+07kg-cmFn
=Mn=3,500.00kg/cm2StPor lo tanto la resistencia nominal a la
compresin es:Fn = Rb Rh Fcr =2,142.59kg/cm2La resistencia a la
flexin factorizada Fr, se calcula como:f =1.00Fr = f . FnFr
=2,142.59kg/cm2La tensin factorizada en al etapa de construccin
para el ala en compresin se calcula como:fc =1.25
x964.05=1,205.07kg/cm2OK!Para el ala en tensin, la resistencia a la
flexin nominal es determinado como:Fn = Rb Rh Fyt =3,500.00kg/cm2La
resistencia de flexin factorizada Fr, se calcula como:f =1.00Fr = f
. FnFr =3,500.00kg/cm2La tensin factorizada en al etapa de
construccin para el ala en tensin se calcula como:ft = 1.25 x
708.14=885.18kg/cm2OK!Por consiguiente, la seccin de viga en la
situacin de momento mximo satisface la flexin de laseccin no
compuesta y los requisitos de resistencia en la etapa de
construccin basadas en la torsin lateral para las alas en compresin
y tensin. Adems, las vigas compuestas, cuando estas no estn todava
compuestos, deben satisfacer el requisito siguiente durante la
construccin:Donde:E =2.10E+06kg/cm2 =1.25Para almas sin
rigidizadores longitudinalestw =1.90cm.Fyw =3,500.00kg/cm2D
=85.00cm.Dc =50.48cm.Para almas sin rigidizadores longitudinalesk
=25.52Usar:k
=25.52=2,001.39cm2.Entonces:=30,119.34kg/cm2Usar:3,500.00kg/cm2fsup.
Viga = 1.25 x964.05=1,205.07kg/cm2fcw =1,148.21kg/cm2OK!Adems de
verificar la resistencia de flexin nominal durante la construccin,
la resistencia del cortante nominal tambin debe verificarse. Vn = C
VpC =1.00Vp =327,845.00kg.Vn =327,845.00kg.v =1.00Vr = f . VnVr
=327,845.00kg.Vu =1.25 x18,000.00+ 1.25 x5,500.00+ 1.50 x2,750.00Vu
=33,500.00kg.OK!
Peso Viga y OtrosPESO DE VIGA Y ELEMENTOS METALICOS
PROYECTO : "CONSTRUCCION DE PUENTE CARROZABLE EN EL SECTOR
HUANCATINCO DEL CC.PP SAN FLORIAN - SAN JUAN DE LUYO Y OTROS ANEXOS
DEL DISTRITO DE CHAVIN - PROVINCIA DE CHINCHA - ICA"
0.4Peso de viga metalica0.025largoanchoaltoP T/m3parcial0.85ala
superior0.4001.0000.0257.850.079tw =0.019ala
inferior0.4001.0000.0257.850.079alma0.8501.0000.0197.850.127
Dv=0.284T/m
Luz total =25.70m.0.025Peso total cada viga =7.29Tn.Peso total
de vigas =14.59Tn.0.4
0.10Peso de Diafragma0.0125largoanchoaltoP T/m3parcial0.50ala
superior0.1001.0000.01257.850.010tw =0.0125ala
inferior0.1001.0000.01257.850.010alma0.5001.0000.01257.850.049
Ddiaf=0.069T/m
Peso total (10 veces L=2.80 m.) =1.92Tn.0.01250.10
0.40Peso de Platabanda0.0190largoanchoaltoP
T/m3parcialplatabanda0.4001.0000.01907.850.060
Dpl=0.060T/m
Luz platabanda =17.00m.Peso total cada plat. =1.01Tn.Peso total
de plat. =2.03Tn.Peso de elementos
metalicosparcialVigas14.586Platabandas2.028Diafragmas1.92318.54Ton.
PLATABANDADISEO DE PLATABANDACalculo de longitud de
platabandaPara hallar la longitud de la platabanda se utilizar la
siguiente frmula:Donde:Sv1 =14,904.40cm3.Mdulo de la seccin fibra
inferior (Perfil + Losa)Sv2 =21,693.80cm3.Mdulo de la seccin fibra
inferior (Perfil + Losa + Platabanda)L =2,500.00cm.Luz del
puenteCalculo de G:G = S - 2xx = bf=4044x = 10.00cm.G
=260.00cm.Entonces:Lp =1,513.13cm.=15.13m.Distancia terminal:La
platabanda deber extenderse ms halla del punto terico de corte y va
unido al perfil de manera apropiada, de acuerdo a la AASHTO. La
longitud de esta extensin sera cuando menos el doble del ancho de
la platabanda si no se usa soldadura transversal en el extremo.En
nuestro caso usaremos soldadura transversal en los extremos y se
chequear los esfuerzos de la seccin compuesta con los esfuerzos
permisibles en el punto terico de corte.Usando una longitud de
platabanda de:Lp =17.00m.Los esfuerzos en el punto de corte son:Del
diagrama de momentos flectores se obtiene el valor a 4.00 m. de
apoyo, y los momentos seran:M CV+ IM = MLL =0.814
x165.97=135.10tn-mM FATIGA = 0.814 x92.68=75.44tn-mMDC1
=60.41tn-mMDC2 =18.46tn-mMDW =9.23tn-mVERIFICACION DE LOS ESFUERZOS
EN EL PUNTO TEORICO DE CORTE Esfuerzos en flexin para carga no
compuesta
fsup. Viga =MDC1=6.04E+06=560.19kg/cm2St10,783.80finf. Viga
=MDC1=6.04E+06=560.19kg/cm2Sb10,783.80Esfuerzos en flexin para
carga compuestafsup. Viga
=MDC2=1.85E+06=55.95kg/cm2St32,995.19finf. Viga
=MDC2=1.85E+06=136.12kg/cm2Sb13,561.31fsup. losa
=MDC2=1.85E+06=77.29kg/cm2Slosa23,884.48fsup. Viga
=MDW=9.23E+05=27.97kg/cm2St32,995.19finf. Viga
=MDW=9.23E+05=68.06kg/cm2Sb13,561.31fsup. losa
=MDW=9.23E+05=38.64kg/cm2Slosa23,884.48Esfuerzos en flexin para
sobrecarga movilfsup. Viga
=MLL=1.35E+07=133.03kg/cm2St101,557.91finf. Viga
=MLL=1.35E+07=906.44kg/cm2Sb14,904.40fsup. losa
=MLL=1.35E+07=248.52kg/cm2Slosa54,360.87Resumen de valores sin
factorizarCargaMomentos(kg-cm)fsup. Viga (kg/cm2)finf. Viga
(kg/cm2)fsup. losa (kg/cm2)No compuesta
DC16.04E+06560.19560.19-Compuesta
DC21.85E+0655.95136.1277.29Compuesta
DW9.23E+0527.9768.0638.64Sobrecarga LL
(HL93)1.35E+07133.03906.44248.52Sobrecarga LL
(Fatiga)7.54E+0674.28506.17138.78Resumen de valores
factorizadosCargaMomentos(kg-cm)fsup. Viga (kg/cm2)finf. Viga
(kg/cm2)fsup. losa (kg/cm2)Resistencia
I3.49E+071,044.932,558.76-Servicio
II2.64E+07817.051,942.75439.01Fatiga5.66E+0655.71379.63104.08Fy
=3,500.00kg/cm2Esfuerzo a la fluencia del acero estructuralLa
resistencia a la flexin factorizada, Fr, se calcula como:f =1.00Fr
=f FyFr =3,500.00kg/cm2La resistencia a la flexin positiva a esta
seccin de la viga se verifica como:i i fi Fri =0.95i fi
=2,558.76kg/cm2i i fi =2,430.82kg/cm2Como:i i fi Desplazamiento que
ocurriaDV > DLOK!!!