PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLAS DESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA 1. CONDICIONES DE DISEÑO (GEOMETRIA) Longitud total del tramo = 37.00 m Tramo simple, Lc = 36.40 m Carga de diseño = CAMION HL-93 Cantidad de tramos = 1.00 Cantidad de vigas = 2.00 Pza. Cantidad de aceras = 2.00 Pza. Cantidad de diafragmas = 5 Distancia entre diafragmas = 9.10 m Espesor de los diafragmas = 0.20 m Distancia entre ejes de vigas de calculo S = 2.87 m Se adopta = 2.4 m Cantidad de vias = 1 Ancho de la calzada = 4.00 m Ancho de bordillo = 0.20 m Ancho de la acera = 0.67 m 2. MATERIALES 2.1. Concreto: Tipo P R350 Resistencia Caracteristica de la Viga, f´ c 35.00 Mpa Resistencia antes de la transferencia, f ci = 0.55f´ c = Mpa Peso unitario del concreto, γ = 24.00 KN/m 3 Modulo de elasticidad, Mpa Tipo A R210 Resistencia Caracteristica de la Losa, f´ c Mpa Modulo de elasticidad, Mpa 2.2. Acero: Postensado Area de acero postensado (1 toron Ø1/2"), A u = mm 2 Modulo de Elasticidad, E p = Mpa Resistencia a la Rotura, f pu = Mpa Limite de fluencia del acero de presfuerzo f py =0.9·f pu 1674 Mpa Maxima tension en el extremo del gato (Res. de Trabajo) = 0.8f py Mpa Maxima tension en el extremo del gato (Res. de Trabajo) = 0.6f´ s Mpa Refuerzo Resistencia a la Rotura, f´ s = Mpa Recubrimiento = mm Modulo de Elasticidad, E s = Mpa 1860 1116 413 25 200000 HOJA DE CALCULO MEMORIA DE CALCULO VIGA El diseño estructural del puente se realiza en base a los reglamentos AASHTO LRFD 2007 (bridge Design Specifications) para puentes. 19.25 1339 197000 98.7 28397.18 21996.36 21.00 La estructura propuesta consiste en un puente de hormigón armado de un tramo de 37 m. , teniendo una longitud total de 74.05 m total. de una via con un ancho de calzada de 4.0 m. y esta conformado por: vigas postensadas, losa, bordillo, aceras, postes y pasamanos para la superestructura. El estribo es de hormigón armado vaciado en sitio que compone la infraestructura. ' 4800 c c f E ⋅ = ' 4800 c c f E ⋅ = Página 2
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
1. CONDICIONES DE DISEÑO (GEOMETRIA)
Longitud total del tramo = 37.00 mTramo simple, Lc = 36.40 mCarga de diseño = CAMION HL-93Cantidad de tramos = 1.00Cantidad de vigas = 2.00 Pza.Cantidad de aceras = 2.00 Pza.Cantidad de diafragmas = 5 Distancia entre diafragmas = 9.10 mEspesor de los diafragmas = 0.20 mDistancia entre ejes de vigas de calculo S = 2.87 m Se adopta = 2.4 mCantidad de vias = 1 Ancho de la calzada = 4.00 mAncho de bordillo = 0.20 mAncho de la acera = 0.67 m
2. MATERIALES
2.1. Concreto:
Tipo P R350Resistencia Caracteristica de la Viga, f´c 35.00 MpaResistencia antes de la transferencia, fci = 0.55f´c= Mpa
Peso unitario del concreto, γ = 24.00 KN/m3
Modulo de elasticidad, Mpa
Tipo A R210Resistencia Caracteristica de la Losa, f´c MpaModulo de elasticidad, Mpa
2.2. Acero:
PostensadoArea de acero postensado (1 toron Ø1/2"), Au = mm2
Modulo de Elasticidad, Ep = MpaResistencia a la Rotura, fpu = MpaLimite de fluencia del acero de presfuerzo fpy =0.9·fpu 1674 MpaMaxima tension en el extremo del gato (Res. de Trabajo) = 0.8fpy MpaMaxima tension en el extremo del gato (Res. de Trabajo) = 0.6f´s Mpa
RefuerzoResistencia a la Rotura, f´s = MpaRecubrimiento = mmModulo de Elasticidad, Es = Mpa
1860
1116
41325
200000
HOJA DE CALCULO
MEMORIA DE CALCULO VIGA
El diseño estructural del puente se realiza en base a los reglamentos AASHTO LRFD 2007 (bridge Design Specifications) para puentes.
19.25
1339
19700098.7
28397.18
21996.3621.00
La estructura propuesta consiste en un puente de hormigón armado de un tramo de 37 m. , teniendo una longitud total de 74.05 m total. de una via con un ancho de calzada de 4.0 m. y esta conformado por: vigas postensadas, losa, bordillo, aceras, postes y pasamanos para la superestructura. El estribo es de hormigón armado vaciado en sitio que compone la infraestructura.
'4800 cc fE ⋅=
'4800 cc fE ⋅=
Página 2
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
3. CALCULO DE TENSIONES
3.1 ConcretoTipo P R350Resistencia Caracteristica de la Viga, f´c Mpa
Para t=0: Asumiendo que el Hº genera solamente el 80% de su resistenciaMpa
Para la compresion (+) : En la fibra inferior MpaPara la traccion (-) : En la fibra superior Mpa
Para t=∞: Asumiendo que el Hº genero el total de su resistencia caracteristicaMpa
Para la compresion (+) : En la fibra inferior MpaPara la traccion (-) : En la fibra superior Mpa
3.2. AceroPara Postensado (Grado 270 Ksi)Resistencia de Trabajo, f´s MpaModulo de Elasticidad, Es MpaArea de acero para postensado, Au mm2
Para Refuerzo (Grado 60 Ksi)Resistencia a la rotura, f´s Mpa
4. PREDIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA
1.64 m
h = 1.98 m
Asumir en primera instancia una viga con las siguientes caracteristicas:
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
8.- DETERMINACION DEL NUMERO DE CABLES
5776.732 mm2
58.53
Por la disponibilidad de discos de anclaje se asume: 60
Area Real5922.00 mm2
Numero de Vainas
5
9.- VERIFICACION AL MOMENTO ULTIMO
Momento ultimo actuante
Mua = 16225.11 KN-m
Momento ultimo resistente
d = 1895.00 mm
F su = 1776.92 Mpa
226.42 mm < 180
18919.83 KN-m
18919.83 SI CUMPLE16225.11
0.00168
'S
oTS f
PA = =TSA
U
TS
AA
Cables =# =Cables#
=Cables#
UR ACablesA ⋅= # =RA
12## cablesvainas = =vainas#
IVDWCMa MMMMu +++⋅= 75.15.125.1
dbA R
⋅=ρ
=ρ
teyd t ++=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⋅= '
'' 5.01
cv
ssuSU f
ffF ρ
'4.1CV
SU
fF
da ⋅⋅⋅= ρ
=a
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⋅⋅⋅= '6.01
CV
SUSURR f
FdFAMu ρ =RMu
ra MuMu ≤
≤
Página 11
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
Si se cumple con la condicion entonces la seccion adoptada es la que se muestra a continuacion:de lo contrario, incrementar la altura o cambiar de seccion
69 Se asume un 20% de perdida entonces:12
7736.20 KN20
198
19
56
15.5
146.5
5 Of PP 20.1=
=fP
Página 12
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
10.- VERIFICACION DE TENSIONES
Para t=0 en la fibra superior:
OK
Para t=0 en la fibra inferior:
NO
11.- VERIFICACION DE TENSIONES DIFERIDAS
Para t=0
En la fibra superior
KN
En la fibra inferior
KN
Se debera elegir el menor de los dos valores KN
Numero de cables
4782.3 mm2
48
Para t=Intermedio
En la fibra superior
OK
5336.99
4.06 9.41
26.09 15.40
8891.25
5336.99
HOJA DE CALCULO
1.14 -4.67
'79.0 ct
PP
t
FFct f
MePA
Pf −≤+−=
ωω
≤
≤
cib
PP
b
FFcb fMeP
APf 55.0≤−+=
ωω
011 =+−=t
PP
tct
MePAP
fωω
=1P
'11 55.0 cib
PP
bcb f
MePAP
f =−+=ωω
=1P
=1P
sfP
A 11 =
UAA
Cables 1# = =Cables#
=1A
( ) '' 59.1 ct
DLH
t
PP
t
FFct fMMMeP
APf −≤
+++−=
ωωω
≤
Página 13
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
En la fibra inferior
0 OK
Para t=∞
En la fibra superior
OK
En la fibra inferior
OK
12.- VERIFICACION DE LA LOSA
Fibra superior
NO
13.- TRAZADO DE CABLES35.0 cm
96.8 cm
En el apoyo En el center line
166.8 cm 44.50 cm
131.8 cm 35.50 cm
96.8 cm 26.50 cm
61.8 cm 17.50 cm
26.8 cm 8.50 cm
y
α
x
Ecuacion general
20.95
15.10 15.75
11.70 10.84
-1.99 9.410.00
h,k
x
y
k
( )0' ≥
++−−+=
b
DRodLH
b
PP
b
FFcb
MMMMePAP
fωωω
≥
( ) '' 45.0 ct
IVSUPDRodLH
t
PP
t
ooct f
MMMMMMMePAP
f ≤+++++
++−=ωωω
≤
≤
( ) '' 59.10 cb
IVSUPDRodLH
b
PP
b
oocb f
MMMMMMMePAP
f −≤≥+++++
−−+=ωωω
≥
''' 4.0 viga cviga ctlosa ct fff ⋅⋅≤⋅= ηη
≤
=ay1
=ay 2
=ay 3
=S
=by
=CLy1
=CLy 2
=CLy 3
CBA 2
=ay4 =CLy4
=ay5 =CLy5
Página 14
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
CABLE #1
x (cm) y1 (cm) Puntos conocidos x y0.00 61.82 A 0.0 166.8
100.00 57.12 B 1835.0 44.5200.00 52.68 C 3670.0 166.8300.00 48.51400.00 44.60 Determinacion de las constantes, A, B, C500.00 40.96600.00 37.57 C =700.00 34.45 B =800.00 31.60 A =900.00 29.01
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
CABLE #2
x (cm) y2 (cm) Puntos conocidos x y0.00 131.8 A 0.0 131.8
100.00 121.6 B 1835.0 35.5200.00 112.0 C 3670.0 131.8300.00 102.9400.00 94.4 Determinacion de las constantes, A, B, C500.00 86.5600.00 79.1 C =700.00 72.3 B =800.00 66.1 A =900.00 60.5955.00 57.7
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
CABLE #3
x (cm) y3 (cm) Puntos conocidos x y0.00 96.8 A 0.0 96.8
100.00 89.4 B 1835.0 26.5200.00 82.3 C 3670.0 96.8300.00 75.7400.00 69.5 Determinacion de las constantes, A, B, C500.00 63.7600.00 58.4 C =700.00 53.4 B =800.00 48.9 A =900.00 44.8955.00 42.7
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
CABLE #4
x (cm) y3 (cm) Puntos conocidos x y0.00 61.8 A 0.0 61.82
100.00 56.9 B 1835.0 17.50200.00 51.6 C 3670.0 61.82300.00 46.1400.00 40.4 Determinacion de las constantes, A, B, C500.00 34.4600.00 28.1 C =700.00 21.6 B =800.00 14.8 A =900.00 7.7955.00 3.7
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
Coeficiente de friccion secundario o de balance, K (l/m)Coeficiente de friccion primario por curvatura intencional entre el cable y el ducto, μ (1/rad)Suma de valores absolutos del cambio angular de la trayectoria del acero de preesfuerzo a la esquina del gato, α
Perdida Total
32.48 %
Calculo del preesfuerzo final
Mpa
Resumen de Perdidas
1. Perdidas Instantaneas2. Perdidas Diferidas
VERIFICACION DE TENSIONES
Para t=0 en la fibra superior:
OK
Para t=0 en la fibra inferior:
NO
VERIFICACION DE TENSIONES DIFERIDAS
Para t=0
En la fibra superior
KN
En la fibra inferior
KN
Se debera elegir el menor de los dos valores KN
0.35 -4.67
8540.71
8891.25
5336.99
5336.99
L / 25.057 %
27.422 %
29.67 15.40
FRREFPCCDAAEPT fffffff %%%%%%% +++++=
=PTf%
oPTF PfP ⋅= % =FP
'79.0 ct
PP
t
FFct f
MePA
Pf −≤+−=
ωω
≤
≤
cib
PP
b
FFcb fMeP
APf 55.0≤−+=
ωω
011 =+−=t
PP
tct
MePAP
fωω
=1P
'11 55.0 cib
PP
bcb f
MePAP
f =−+=ωω
=1P
=1P
Página 21
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
Numero de cables
4782.25 mm2
48
En la fibra superior
OK
En la fibra inferior
0 OK
Para t=∞
En la fibra superior
OK
En la fibra inferior
OK
RESUMEN DE TENSIONES EN EL POSTENSADO
Fuerza de postensado final KNCantidad de torones en la viga toronesMaxima fuerza soportada por toron KNFuerza soportada por toron KNFuerza final KNFuerza final a medio tramo KN
ΔM = Momento a reducir en el eje de apoyoQ = Esfuerzo de corte en la losa exterior con relacion al eje de apoyo b = Ancho de apoyo que ofrece el cabezal de la viga
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
Usar: Ø12c/ 12 A s = 9.42 cm2/m
Armadura de distribucion:
Asd = 5.76 cm2/mØ12c/ 19
Refuerzo por temperatura y contracción.
Acero minimo por agrietamiento:
=f'c = 21 N/mmb = 1000 mm.d = 149 mm.
Mcr =
Mcr = 12.82 kN-m.
Mu = 15.38 kN-m.
Asmin = 284 mm². < As = 631 mm².
Ø 10 c/27 Area= 291 mm².
Usar: Ø10c/ 24
2.887 N/mm².
12818958 N-mm.
cf630fr '. ⋅=
( )6
frhb21M2
cr⋅⋅⋅= .
cru MM ⋅= 2.1
Página 34
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
22.- DISEÑO DEL BARANDADO
22.1 Dimensionamiento de la baranda
Las cargas a considerar serán de acuerdo a la figura:
La carga viva (LL) se tomara con un valor de 890 [N], (AASHTO LRFD 200713.8.2), en dirección horizontal.
La sobrecarga de diseño para las baranda para peatones se deberá tomar comow = 0.73 [N/mm], tanto transversal como verticalmente, actuando en forma simultanea.
Una vez obtenido el momento de diseño según la ecuación:
Se produce al cálculo de la cuantía necesaria, para posteriormente obtener eldiámetro de acero necesario.Utilizando las fuerzas tanto de carga viva como permanente se realiza el cálculo siguiendo la metodología descrita anteriormente.
En este caso las dimensiones de cálculo serán:
η= 1.05b = 150 [mm]h= 125 [mm]d = 100 [mm] Asumiendo un r = 2 cmS = 1.91 [m]
HOJA DE CALCULO
0.20m
( )LLQ u ⋅⋅= 75.1η
2
10s
QM u
u ⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
=
0.150.31
0.15
0.125
0.31
0.10
0.12
0.125
0.03
0.25
w
w
CM1FP1
FP2
FP3
CM2
A
890 N
890 N
w
w
0.47
0.65 0.02
0.20
=° AHγ / mKg
Página 35
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
2284.3 NLL = 2.28 [kN]Qu = 4.20 [kN/m]
s = 1.91 [m]Mu = 1.53 [kN·m] V u = 4.01 kN.
Cuantía necesaria:
sustituyendo los valores mencionados:
f 'c = 21 [MPa] Ø = 0.9 f y = 413 [MPa] ρ nec = 0.00284
Cuantía balanceada:
β 1 = 0.85
ρ b = 0.02193
Cuantía máxima:Se toma como el 75 % de la cuantía balanceada
ρ max = 0.0164457 > ρ nec Cumple
Cuantía mínima:
ρ min = 0.00339 < ρ nec
Por tanto: ρ nec = 0.00339
Acero de refuerzo: A s = 0.51 cm².
Usar : 2 Ø 10 mm. área: 1.57 cm².
VERIFICACIÓN POR CORTANTE
11456.44 N.
Ø·Vc= 9737.97 N. > 4008.5 N. CUMPLE
Por lo tanto se usara como refuerzo mínimo: E Ø6 c/15
2
10s
QM u
u ⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅⋅⋅⋅−−
⋅= 2'
36.21118.1
'dbf
Mf
f
c
u
y
cnec φ
ρ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+⋅⋅⋅=
yy
cb ff
f6115
6115'85.0 1βρ
bρρ ⋅= 75.0max
yf4.1
min =ρ
dbA s ⋅⋅= ρ
=+⋅= 890][mSwLL
=⋅⋅= dbw6
cfVc
´
=⋅=2
lqVu
Página 36
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
22.2.- Dimensionamiento del poste
Se debe realizar la sumatoria de momentos en el punto A especificado en la figura 1, tomando en cuenta las fuerzas actuantes ahi mencionadas
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
V c = 26.3708 [kN]
Adoptando un Ø = 6 [mm]A v = 56.55 [mm2]
s = -188.283 [mm] Ø 6 c/50
600 [mm]150 [mm]
Se utilizara: Ø 6 c/15
23.- DISEÑO DE LA ACERA
La carga muerta de la acera se la determina por metro lineal, así como la cargaviva debida a los peatones.Cuando se tiene la acera peatonal con un ancho mayor o igual a 60 cm, se deberá considerar la carga viva debida a peatones como 3,6 x 10-3 [MPa].
Se realizo la sumatoria de momentos en el punto B, de todas las cargas a la izquierda del mencionado punto.
Utilizando:3.6 [MPa] (Carga viva peatonal PL)
smax ≤
x 10-3
cc fdbV '53.0 ⋅⋅⋅=
0.150.31
0.15
0.2
0.125
0.31
0.1 0.47
0.12
0.125
0.03
0.25
2.35 kN
2.35 kN
CM1FP1
FP2
FP3
CM2
B
0.31FP4
PL = 2340.00 N/m
2.35 kN
2.35 kN
Página 38
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
b = 1000 [mm]h = 150 [mm]d = 125 [mm] Asumiendo un r = 2 [cm]
r nec = 0.00205 < r min = 0.00339
Por lo tanto: r nec = 0.00339
Acero de refuerzo:A s = 4.24 [cm2] Ø 12 c/26
Usar: Ø 12 c/24
Acero minimo por agrietamiento:
=f'c =b =h = 0 mm.
Mcr =
Mcr = 12.99 kN-m.
Mu = 15.59 kN-m.
Asmin = 347 mm². < As = 423.73 mm².
Asdist = Ø 10 c/22
2.887 N/mm².
12991602 N-mm.
Tabla 2: Momentos para el diseño de la acera
Diseño Acera peatonal
2.35·1000
2.35·10002.35·1000
2.35·1000
0.125·0.15·2·243.60·1000·0.65·1
0.125·0.15·2·24
0.50·0.08·0.9·0.2·24/1.910.1·0.15·0.2·24/1.91
21.0 N/mm².1000 mm.
0.12·0.9·0.2·24/1.91
0.15·0.47·24∑
( )CVCMu MMM ⋅+⋅⋅= 75.125.1η
dbA s ⋅⋅= ρ
cf630fr '. ⋅=
( )6
frhb21M2
cr⋅⋅⋅
=.
cru MM ⋅= 2.1
Página 39
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
Acero de distribución Lc = 0.90 m.
0.58 < 0,5 D = 0,5
Asdist = 0,5*As = 211.86 mm².
Asdist = Ø 10 c/37
Usar: Ø 10 c/15
24.- DISEÑO DEL BORDILLO
Se realizo la sumatoria de momentos en el punto C, de todas las cargas a la izquierda del mencionado punto.
Carga Brazo M CM M CV
[N] [m] [N·m] [N·m]H1 2350.00 1.030 2420.50
H2 2350.00 0.600 1410.00wv1 2350.00 0.600 1410.00
wv2 2350.00 0.600 1410.00
PL 3.600·0.57 2052.00 0.335 687.42
F1LH 7.5·1000 7500.00 0.250 1875.00
CM 0.90 0.595 0.54
FP1 0.27 0.630 0.17
FP2 0.11 0.722 0.08
FP3 0.04 0.720 0.03
FP4 1.69 0.435 0.74
18955.01 1.55 9212.92
2350
0.5·0.08·0.9·0.2·24/1.91
0.1·0.15·0.2·24/
0.15·0.47·24
Momentos para el diseño del bordillo
Diseño
2·0.125·0.15·24
Acera peatonal
2350
2350
2350
0.12·0.9·0.2·24/1.91
∑
0.150.31
0.15
0.2
0.125
0.31
0.1 0.47
0.12
0.125
0.03
0.25
2.35 kN
2.35 kN
CM1FP1
FP2
FP3
CM2
0.31FP4
PL = 2340.00 N/m
2.35 kN
2.35 kN
C7.5 kN/m
==Lc
D 552.0
Página 40
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE VIGA POSTENSADA
HOJA DE CALCULO
M u = Tu = 16930.77651 [N·m]
bw = 200 mm. Pcp =h = 450 mm. Acp =
rec = 25 mm. Ph =¢ = 12 mm. Aoh =d = 424 mm.
La torsión se ignora si:
16930.78 < 2022.50 REQUIERE REFUERZO
Refuerzo transversal (estribos)
0.53 mm.
Si tomamos: S = 240 mm. At = 126.14 mm². Ø 12 c/89
Ø12 c/ 24
Calculo del refuerzo longitudinal
578 mm².
Refuerzo mínimo Longitudinal
18.4 mm2 < ok
Ø = 12 mm.
Usar : 6 Ø12 As =
Refuerzo mínimo por flexión
287.73 mm².
Usar : 3 Ø12
578.1 mm².
678.6 mm².
1300 mm. 90000 mm². 1100 mm. 60000 mm².
( )CVCMu MMM ⋅+⋅⋅= 75.125.1η
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎪⎩
⎪⎨⎧
≤cp
cp
PAcf
Tu2
12`
φ
yfAoTu
SAt
***2 φ=
=SAt
=⋅= ht
L PSAA
ht
y
cpcL P
SA
fAf
A ⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
⋅⋅=
`5min
=minLA
=⋅⋅= dbf
A wy
S4.1
min
Página 41
PROYECTO:
PUENTE VEHICULAR YUNGUILLAS
MEMORIA DE CALCULO
ESTRIBO H=9.00M
Cochabamba - Bolivia
Página 42
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CALCULO DE CARGAS DEL ESTRIBO
CARACTERISTICAS DEL PROYECTO:Longitud total del puente: LT = 37.00 m.Longitud de calculo: LC = 36.40 m.Ancho de la calzada: LCALZ = 7.00 m.Número de carriles de tráfico: NCARR = 1Cantidad de vigas longitudinales: NVIGAS = 2Cantidad de diafragmas: NDIAF = 5Carga (LRFD 2007): HL - 93Carga por eje trasero: P = 145 kNCarga por eje delantero: P = 35 kNCarga por eje tandem: P = 110 kNCarga distribuida de carril: q = 9.30 kN/mCargas de viento en la superestructura
Carga muerta por total: D = 2263 kNCarga muerta por estribo: D = 1131 kNCarga muerta por apoyo: D = 566 kN
CARGA VIVA:Factor de Presencia Multiple: m = 1.20 ( Dos fajas de trafico )La Carga Critica esta dada por el Camión de Diseño mas la Carga Distribuida de Diseño.
HOJA DE CALCULO
ELEMENTO CANT. PESO [kN]
CARGAS DE LA SUPERESTRUCTURA
Página 43
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CALCULO DE CARGAS DEL ESTRIBO
HOJA DE CALCULO
Reaccion Camion de Diseño: L = 300 kNReaccion Carga Distribuida: L = 172 kNReaccion Camion de Diseño con presencia multiple: L = 360 kNReaccion Carga Distribuida con presencia multiple: L = 206 kNReaccion por Carga Viva Total por Estribo: L = 566 kNReaccion por Carga Viva Total por Apoyo: L = 283 kN
CARGA DINAMICA:Factor de Carga Dinamica: IM = 33 %Factor de Carga Dinamica: IM = 0.33Carga Dinamica por Estribo: IM = 119 kNCarga Dinamica por Apoyo: IM = 59 kN
FUERZA DE FRENADO:Factor de Presencia Multiple: m = 1.20 (Una faja de trafico)25 % Camion de Diseño: BR = 81.25 kN25 % Tandem de Diseño: BR = 55.00 kN5 % del Camion de Diseño + Carga distribuida: BR = 33.46 kN5 % del Tandem de Diseño + Carga distribuida: BR = 28.21 kNCarga de Frenado critica: BR = 81.25 kNCarga de Frenado con presencia multiple: BR = 97.50 kN
Altura total vigas + losa: h = 2.22 mBrazo de palanca de la fuerza longitudinal: H = 4.05 m
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CALCULO DE CARGAS DEL ESTRIBO
HOJA DE CALCULO
VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA:Superficie total expuesta en elevación: A = 101.79 m²Distancia entre los apoyos y el punto de aplicación: y = 1.42 mSeparación entre vigas longitudinales: S = 1.90 m
VIENTO EN LA CARGA VIVA:Altura total vigas + losa: h = 2.22 mBrazo de palanca del punto de aplicación: H = 4.05 mSeparación entre vigas longitudinales: S = 1.90 m
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION CALCULO DE LOS APOYOS DE NEOPRENO
1. CARGAS DE LA SUPERESTRUCTURA Carga muerta por apoyo: D = 565.65 kNCarga viva por apoyo (s / impacto): L = 172.05 kNFuerza de frenado por apoyo (horizontal): BR = 24.38 kNViento en la superestructura por apoyo (horizontal W = 15.27 kNViento en la carga viva por apoyo (horizontal): WL = 5.55 kN
2. NEOPRENO COMPUESTOPROPIEDADES DEL MATERIAL
Dureza del elastomero: SHORE A - 60Módulo de Corte: G = 0.93 MPaPunto de fluencia del acero: Fy = 250 MPa
DIMENSIONES APARATO DE APOYOLado paralelo al trafico: L = 300 mm.Lado transversal al trafico: W = 360 mm.Area del apoyo de neopreno: A = 1E+05 mm²Espesor capas internas neopreno: hri = 10 mm.Espesor capas externas neopreno: hrc = 5 mm.Espesor chapas de acero: hrs = 1 mm.Capas internas neopreno: n = 7Espesor total del apoyo neopreno: hrt = 88 mm.
3. DIMENSIONES EN PLANTAFACTORES DE FORMA
Factor de forma capas internas: Si = 8.18Factor de forma capas externas (de cobertura): Sc = 16.36
REVISION POR COMPRESIONCarga Total (DL + LL): TL = 737.70 kNEsfuerzo de compresión promedio por carga total: σTL = 6.83 MPaEsfuerzo de compresión por carga viva: σLL = 1.59 MPaEsfuerzo admisible por compresión: σADM = 6.89 MPaEsfuerzos admisibles de compresión (G*Si): σADM = 7.61 MPaRevisión por esfuerzo de compresión: σTL < σADM BIEN
REVISION DE DEFORMACION POR COMPRESIONDeformación instantanea por compresión: εINST = 0.040Deformación de compresión por carga viva: εLL = 0.016Factor de deformación a largo plazo (creep): Cd = 35 %Espesor total de capas de neopreno: hrn = 80 mmAcortamiento instantaneo por compresión: εINST = 3.2 mmAcortamiento por efectos de largo plazo: δCREEP = 1.12 mmAcortamiento total por compresión: δTOTAL = 4.32 mmAcortamiento por carga viva: δLL = 1.28 mmRevisión de acortamiento por carga viva: δLL < 3mm BIENRevisión de acortamiento de capas individuales: εINST < 0.07 BIEN
HOJA DE CALCULO
APOYOS DE NEOPRENO COMPUESTO
Página 46
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION CALCULO DE LOS APOYOS DE NEOPRENO
HOJA DE CALCULO
4. DIMENSIONES EN ELEVACIONMOVIMIENTOS HORIZONTALES SUPERESTRUCTURA
Desplazamiento horizontal total: Δs = 37 mmEspesor mínimo del neopreno: 2Δs = 74 mmRevisión del espesor mínimo: hrn > 2Δs BIEN
ACCION DE CARGAS RAPIDASCarga horizontal total: HTL = 45.19 kNDistorsión por movimientos y cargas rápidas: γ = 0.69Revisión de la distorsión total: γ < 0.70 BIEN
ROTACION DE VIGAS EN LOS APOYOSRotación máxima de la viga en los apoyos: θsx = 0.014 rad.Número de capas iguales a hri: n = 8.00Compresión promedio mínima: σMIN = 5.99 MPaRevisión por levantamiento: σTL > σMIN BIEN
5. VERIFICACIONESESTABILIDAD
Espesor máximo por estabilidad: L/3 = 100 mmEspesor total del aparato de apoyo: hrt = 88 mmRevisión de la estabilidad: hrt < L/3 BIEN
ESPESOR DE LAS CHAPAS DE ACEROAltura máxima de las capas de neopreno: hmax = 10 mmEspesor mínimo de las chapas de acero: hs = 0.82 mmRevisión del espesor de la chapa de acero: hrs > hs BIEN
Página 47
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL ESTRIBO DE HORMIGON ARMADO
DIMENSIONESL1 = 0.75 m H1 = 2.33 mL2 = 0.35 m H2 = 0.78 mL3 = 2.95 m H3 = 0.35 mL4 = 0.35 m H4 = 4.10 mL5 = 3.70 m H5 = 1.45 mL6 = 0.25 m H6 = 3.55 mL7 = 0.75 m H7 = 5.45 mL8 = 0.00 m H8 = 9.00 mL9 = 3.30 m A = 8.70 m
L10 = 3.70 m X = 0.40 mL11 = 3.30 m L = 6.70 m *L12 = 8.00 m * Largo total zapata
10COMB 1: Etapa constructiva con Rellenos concluidos y Superestructura por construirseCOMB 2: Etapa constructiva con Superestructura concluida y por conformarse los RellenosCOMB 3: Etapa final con Empuje de suelos minimoCOMB 4: Etapa final con empuje de suelos maximo
EH EV LL IMDC2 DW WLBR LS
CARGA (kN)DESCRIPCION
MOM (Kn-m)
WSCOMB DESCRIPCION DC1
Página 49
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL ESTRIBO DE HORMIGON ARMADO
DIMENSIONES DE ZAPATAB = 8.00 m ( Ancho de la Zapata )L = 6.70 m ( Largo de la Zapata )
PARAMETROS DE DISEÑOf'c = 21 MPa ( Resistencia a compresion del hormigon )fy = 413 MPa ( Resistencia a fluencia del acero )ds = 1.39 m ( Peralte efectivo )dv = 1.25 m ( Peralte efectivo para corte )bo = 3.30 m
CARGAS DE DISEÑODC = 34.80 kPa ( Peso propio del talon )EV = 143.45 kPa ( Peso del Relleno )LS = 11.40 kPa ( Sobrecarga viva )
Estado de carga aplicado: RESISTENCIA I (Comb 4)qu = 257.11 kN/m
VERIFICACION POR CORTANTEVu = 848.45 kN : Cortante mayoradoφ = 0.90 : Factor de resistencia por corte
Vr = 855.80 kN > Vu BIEN
OBSERVACIONCOMBINACION
Página 53
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL ESTRIBO DE HORMIGON ARMADO
HOJA DE CALCULO
DISEÑO POR FLEXIONMu = 1400 Kn-m : Momento mayoradoMd = 1862 kN-m : Momento de diseño
REFUERZO: As = 37.76 cm² USAR REFUERZO: Ø 25 c/13
Mr = 1890 kN-m > Mu BIEN
REFUERZO TRANSVERSAL POR AGRIETAMIENTO ( ZAPATA )Base de la zapata: b = 8000 mmAltura de la zapata: h = 1450 mmRefuerzo por agrietamiento: As = 11.15 cm² / mEn fundaciones no hay cambios de temperatura, por tanto es suficiente: USAR REFUERZO: Ø 20 c/28
DISEÑO DEL MURO EN VOLADIZO
DIMENSIONES DEL MUROL = 8.70 m ( Longitud del muro )H = 7.55 m ( Altura del muro en voladizo )
h1 = 2.33 mh2 = 5.22 m
PARAMETROS DE DISEÑO CARGAS DE DISEÑOf'c = 21 MPa LS = 3.80 kPa ( Sobrecarga viva )fy = 413 MPa BR = 11.21 kN ( Carga de frenado )γ1 = 6.33 kN/m³ WS = 3.51 kN ( Carga de viento en la estructura )
rec = 50 mm ( Recubrimiento ) WL = 1.28 kN ( Carga de viento en la carga viva )φ = 25 mm ( Refuerzo principal )
Página 54
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL ESTRIBO DE HORMIGON ARMADO
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL ESTRIBO DE HORMIGON ARMADO
HOJA DE CALCULO
REFUERZO MINIMO MURO EN VOLADIZOREFUERZO MINIMO VERTICAL:Base del muro: b = 1000 mmLargo del muro: h = 8700 mmRefuerzo por temperatura: As = 8.14 cm² / m USAR REFUERZO: φ 16 c/24
REFUERZO MINIMO HORIZONTAL:Base del muro: b = 1000 mmAltura del muro: h = 5220 mmRefuerzo por temperatura: As = 7.62 cm² / m USAR REFUERZO: φ 16 c/24
REFUERZO MINIMO DEL PARAPETOREFUERZO MINIMO HORIZONTAL:Base del muro: b = 350 mmLargo del muro: h = 2330 mmRefuerzo por temperatura: As = 2.76 cm² / m USAR REFUERZO: φ 12 c/30
Página 58
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0 100 200 300 400 500 600
Z [m
]CORTANTES [kN]
Vu Vr
Página 59
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0 200 400 600 800 1000 1200
Z [m
]MOMENTOS [kN-m]
Mu Mr
Página 60
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE MUROS Y ALEROS
CALCULO DE CARGASγLS = 1.75 : Factor de carga por sobrecarga vivaγEH = 1.50 : Factor de carga por empuje de rellenosLS = 56.41 kNEH = 178.62 kN
CALCULO DE SOLICITACIONESVu = 366.64 kN : Cortante mayorado en la sección A - AMu = 450.26 kN - m : Momento mayorado en la sección A - A
VERIFICACION POR CORTANTEde = 282 mm.dv = 254 mm.Vr = 869 kN > Vu = 367 kN : No requiere refuerzo por cortante
REFUERZO POR FLEXION Mcr = 544.52 kN - m : Momento de agrietamiento
Md = 544.52 kN - m : Momento de diseñoAs = 54.37 cm² : Refuerzo calculadoAs = 10.87 cm² / m USAR REFUERZO: φ 16 c/18
Página 61
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE MUROS Y ALEROS
HOJA DE CALCULO
REFUERZO POR TEMPERATURA:As = 2.65 cm² / m : Refuerzo minimo
REFUERZO MINIMO VERTICAL:Base del muro: b = 350 mmLargo del muro: h = 2500 mmRefuerzo por temperatura: As = 2.79 cm² / m USAR REFUERZO: φ 10 c/20
REFUERZO MINIMO HORIZONTAL:Base del muro: b = 350 mmAltura del muro: h = 5000 mmRefuerzo por temperatura: As = 2.97 cm² / m USAR REFUERZO: φ 10 c/20
Página 62
PROYECTO:
PUENTE VEHICULAR YUNGUILLAS
MEMORIA DE CALCULO
PILA TIPO
Cochabamba - Bolivia
Página 63
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CARGAS SOBRE LA PILA
CARGAS DE LA SUPERESTRUCTURA
CARACTERISTICAS DEL PROYECTO:Longitud total del puente: LT = 37.00 m.Longitud de calculo: LC = 36.40 m.Ancho de la calzada: LCALZ = 4.00 m.Número de carriles de tráfico: NCARR = 1Cantidad de vigas longitudinales: NVIGAS = 2Cantidad de diafragmas: NDIAF = 5Carga (LRFD 2007): HL - 93Carga por eje trasero: P = 145 kNCarga por eje delantero: P = 35 kNCarga por eje tandem: P = 110 kNCarga distribuida de carril: q = 9.30 kN/mCargas de viento en la superestructura
Carga muerta por pila: D = 2263 kNCarga muerta por fila de apoyos: D = 1131 kN
CARGA VIVA:Factor de Presencia Multiple: m = 1.20 (una faja de trafico)Factor por doble camión: n = 0.90La Carga Critica esta dada por la accion de dos Camiones de Diseño mas la Carga Distribuida de Diseño.
ELEMENTO CANT. PESO [kN]
Página 64
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CARGAS SOBRE LA PILA
HOJA DE CALCULO
Reaccion Camion de Diseño: L = 519 kNReaccion Carga Distribuida: L = 430 kNReaccion Camion de Diseño con presencia multiple: L = 560 kNReaccion Carga Distribuida con presencia multiple: L = 465 kNReaccion por Carga Viva Total por Pila: L = 1025 kNReaccion por Carga Viva Total por Fila de Apoyo: L = 512 kN
CARGA DINAMICA:Factor de Carga Dinamica: IM = 33 %Factor de Carga Dinamica: IM 33 %Factor de Carga Dinamica: IM = 0.33Carga Dinamica por Pila: IM = 185 kNCarga Dinamica por Fila de Apoyos: IM = 92 kN
FUERZA DE FRENADO:
Factor de Presencia Multiple: m = 1.20 (una faja de trafico)25 % Camion de Diseño: BR = 81.25 kN25 % Tandem de Diseño: BR = 55.00 kN5 % del Camion de Diseño + Carga distribuida: BR = 33.46 kN5 % del Tandem de Diseño + Carga distribuida: BR = 28.21 kNCarga de Frenado critica: BR = 81.25 kNCarga de Frenado con presencia multiple: BR = 97.50 kN
Altura total vigas + losa: h = 2.22 mBrazo de palanca de la fuerza longitudinal: H = 4.05 m
Página 65
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CARGAS SOBRE LA PILA
HOJA DE CALCULO
No 1 48.75No 2 48.75No 3 0.00No 4 0.00
TOTAL: 97.50
VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA
ESTRUCTURA
PILA
CARGA[kN]
APOYOS
Superficie total expuesta en elevación: A = 101.79 m²Distancia entre los apoyos y el punto de aplicación: y = 1.42 mSeparación de vigas longitudinales: S = 2.40 m
TOTAL 13.22 1.22NOTA: D= Ancho de la pila, B= Espesor de la pila, H= Altura expuesta al viento
TIPO DE PILA PUNTUALES [kN]Longitudinal Transversal
Página 67
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: CARGAS SOBRE LA PILA
HOJA DE CALCULO
CARGA DE LA CORRIENTE DE AGUA
Velocidad promedio de las aguas: V = 0.63 m/segConstante de calculo: Cd = 0.70Altura a la cota de fundación: H1 = 4.05 mAltura expuesta al flujo de aguas: H2 = 2.40 mDiámetro de la columna: B = 0.65 mPresión ejercida por la corriente de agua: p = 0.40 kN/m²Angulo de incidencia: α = 0 º
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA ZAPATA
DISEÑO DE LA ZAPATA
CARGAS DE LA PILA
HOJA DE CALCULO
DISTANCIAS DIMENSIONESD1 = 5.25 m B = 7.50 mD2 = 6.65 m L = 5.50 mD3 = 7.25 m h = 1.40 mD4 = 7.82 m
CARGAS Y MOMENTOSDIST.
m z x y x y Carga muerta de Superestructura DC1 2197 Peso propio Pila DC2 3948 Carga por capa de rodadura DW 65 Carga viva LL 1025 Carga dinamica IM 185 Fuerza de frenado BR 7.82 98 763 Carga de la corriente de agua WA 5.25 1 -5
MOM (kN-m)DESCRIPCION
CARGA (kN)
Página 69
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA ZAPATA
HOJA DE CALCULO
CARGAS Y MOMENTOSDIST.
m z x y x y Viento en la Superestructura WS1 7.82 249 61 478 -1906 Viento en la Subestructura WS2 7.25 1 8 54 -4 Viento en la Subestructura WS3 6.65 1 6 38 -4 Viento en la Carga viva WL 7.82 56 22 174 -405.8
z x y x y1 Resistencia I 9897.1 1 171 1334.8 -5.122 Resistencia III 7780.1 352 104 798.3 -26863 Resistencia III 5573.7 352 104 798.3 -26864 Resistencia V 9413.2 157 184 1431.5 -11775 Resistencia V 7206.8 157 184 1431.5 -1177
ECCENTRICIDAD LIMITE DE LAS CARGASCARGAS LONGITUDINALES
z x y x y1 Resistencia I 5968.7 1 171 1334.8 -5.122 Resistencia III 3851.7 352 104 798.3 -26863 Resistencia III 2745.2 352 104 798.3 -26864 Resistencia V 5484.8 157 184 1431.5 -11775 Resistencia V 4378.3 157 184 1431.5 -1177
REACCION DEL SUELOΣV eB eL qukN m m kPa
1 Resistencia I 5968.7 0.22 0.00 1712 Resistencia III 3851.7 0.21 0.70 1803 Resistencia III 2745.2 0.29 0.98 1534 Resistencia V 5484.8 0.26 0.21 1925 Resistencia V 4378.3 0.33 0.27 165
COMB DESCRIPCIONCARGA (kN) MOM (kN-m)
COMB DESCRIPCION
Página 71
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA ZAPATA
HOJA DE CALCULO
Para simplificar el análisis se supone como uniforme la reacción del suelo: qu = 192 kPa
DISEÑO POR CORTANTE Y FLEXION
GEOMETRIA MATERIALESB = 7.50 m f'c = 21 MpaL = 5.50 m fy = 413 Mpa
bo = 2.93 mh = 1.40 m
ds = 1.34 mdv = 1.20 m
VERIFICACION POR CORTANTE:Cortante último: Vu = 561.16 kNCortante que resiste el hormigon: Vn = 824.13 kN BIEN
REFUERZO POR FLEXION:Momento último: Mu = 821 kN - mMomento de agrietamiento: 1.2 Mcr = 1742 kN - mMomento de diseño: Md = 1092 kN - mRefuerzo de acero: As = 22.39 cm² USAR: Ø 25 c/20
DISEÑO POR CORTANTE Y FLEXION (LEVANTAMIENTO)
GEOMETRIA MATERIALESB = 7.50 m f'c = 21 MpaL = 5.50 m fy = 413 Mpa
bo = 2.93 mh = 1.40 m
ho = 3.95 mds = 1.34 mdv = 1.20 m
CARGAS SOBRE LA ZAPATA:Peso especifico del relleno: γ = 20.00 kN/m3Sobrecarga por relleno: q = 79.00 kN/m2Peso propio zapata: q = 33.60 kN/m2
Página 72
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA ZAPATA
HOJA DE CALCULO
Sobrecarga mayorada: q = 140.75 kN/m2
VERIFICACION POR CORTANTE:Cortante último: Vu = 411.69 kNCortante que resiste el hormigon: Vn = 824.13 kN BIEN
REFUERZO POR FLEXION:Momento último: Mu = 602 kN - mMomento de agrietamiento: 1.2 Mcr = 1742 kN - mMomento de diseño: Md = 801 kN - mRefuerzo de acero: As = 16.34 cm² USAR: Ø 25 c/30
REFUERZO MINIMO ZAPATAREFUERZO MINIMO TRANSVERSAL:Base: b = 7500 mmAltura: h = 1400 mmRefuerzo por temperatura: As = 10.71 cm² / m USAR REFUERZO: Ø 20 c/29
REFUERZO MINIMO LONGITUDINAL:Base: b = 5500 mmAltura: h = 1400 mmRefuerzo por temperatura: As = 10.13 cm² / m USAR REFUERZO: Ø 20 c/30
Página 73
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA COLUMNA
DISEÑO DE LA COLUMNA
CARGAS DE LA PILA
HOJA DE CALCULO
DISTANCIAS DIMENSIONESD1 = 3.85 m B = 7.50 mD2 = 5.25 m L = 5.50 mD3 = 5.85 m h = 1.40 mD4 = 6.42 m
CARGAS Y MOMENTOSDIST.
m z x y x y Carga muerta de Superestructura DC1 2197 Peso propio Pila DC2 806 Carga por capa de rodadura DW 65 Carga viva LL 1025 Carga dinamica IM 185 Fuerza de frenado BR 6.42 98 626 Carga de la corriente de agua WA 3.85 1 -4
DESCRIPCIONCARGA (kN) MOM (kN-m)
Página 74
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA COLUMNA
HOJA DE CALCULO
CARGAS Y MOMENTOSDIST.
m z x y x y Viento en la Superestructura WS1 6.42 249 61 392 -1557 Viento en la Subestructura WS2 5.85 1 8 44 -4 Viento en la Subestructura WS3 5.25 1 6 30 -3 Viento en la Carga viva WL 6.42 56 22 143 -328.1
COMB WS3 WLBR WA WS1 WS2IMDESCRIPCION DC1 DC2 DW LL
CARGAS MAYORADAS
z x y x y1 Resistencia I 5968.7 1 171 1095.9 -3.7542 Resistencia III 3851.7 352 104 652.68 -21933 Resistencia III 2745.2 352 104 652.68 -21934 Resistencia V 5484.8 157 184 1174.5 -957.45 Resistencia V 4378.3 157 184 1174.5 -957.4
SOLICITACIONES MAYORADAS EN LA COLUMNA
1 Resistencia I 5969 171 1 4 10962 Resistencia III 3852 104 352 2193 6533 Resistencia III 2745 104 352 2193 6534 Resistencia V 5485 184 157 957 11745 Resistencia V 4378 184 157 957 1174
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA COLUMNA
HOJA DE CALCULO
PARAMETROS DE LA COLUMNALongitud no arriostrada (transversal): Lu = 6.25 mLongitud no arriostrada (longitudinal): Lu = 6.25 mLado sección equivalente (transversal): BT = 0.65 mLado sección equivalente (longitudinal): BL = 7.21 mSeccion de la columna: A = 4.69 m²
Momento de inercia transversal: IT = 0.17 m4
Momento de inercia longitudinal: IL = 20.30 m4
Radio de giro transversal: RT = 0.19 mRadio de giro longitudinal: RL = 2.08 m
MATERIALESResistencia a compresión del Hº: f'c = 21 MPaModulo de elasticidad : Ec = 21996 MPaResistencia a fluencia del acero: fy = 413 MPa
EFECTOS DE ESBELTEZEFECTOS DE ESBELTEZLa columna se considera como no arriostrada en ambas direcciones (Transversal y Longitudinal). Empotrado en labase y libre en la parte superior, por tanto:
1 Resistencia I 4 11582 Resistencia III 2194 6763 Resistencia III 2194 6694 Resistencia V 958 12085 Resistencia V 958 1201
MOMENTOS [kN-m]Transv. (Mx)Long. (My)
DESCRIPCION
ITERACION
COMB
La capacidad resistente a flexocompresión se verifica con software especializado, ver páginas siguientes.Donde puede verficarse que: 60 φ 25 son suficientes.
STRUCTUREPOINT - spColumn v4.20 (TM) Page 2 Licensed to: . License ID: 05/13/13 D:\JAIME\CONSULTORIAS\BIA\PROYECTOS 2011\MIZQUE\PUENTE VEHICULAR ...\PILA-2.col 01:26 AM General Information: ==================== File Name: D:\JAIME\CONSULTORIAS\BIA\PROYECTOS 2011\MIZQUE\PUENTE VEHICU...\PILA-2.col Project: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLAS Column: PILA Engineer: JTC Code: ACI 318-05 Units: Metric Run Option: Investigation Slenderness: Not considered Run Axis: Biaxial Column Type: Architectural Material Properties: ==================== f'c = 21 MPa fy = 413 MPa Ec = 21538.1 MPa Es = 199955 MPa Ultimate strain = 0.003 mm/mm Beta1 = 0.85 Section: ======== Rectangular: Width = 4610 mm Depth = 650 mm Gross section area, Ag = 2.9965e+006 mm^2 Ix = 1.05502e+011 mm^4 Iy = 5.30683e+012 mm^4 Xo = 0 mm Yo = 0 mm Reinforcement: ============== Bar Set: ASTM A615M Size Diam (mm) Area (mm^2) Size Diam (mm) Area (mm^2) Size Diam (mm) Area (mm^2) ---- --------- ----------- ---- --------- ----------- ---- --------- ----------- # 10 10 71 # 13 13 129 # 16 16 199 # 19 19 284 # 22 22 387 # 25 25 510 # 29 29 645 # 32 32 819 # 36 36 1006 # 43 43 1452 # 57 57 2581 Confinement: Tied; #16 ties with #16 bars, #16 with larger bars. phi(a) = 0.8, phi(b) = 0.9, phi(c) = 0.65 Layout: Rectangular Pattern: Sides Different (Cover to longitudinal reinforcement) Total steel area: As = 30600 mm^2 at rho = 1.02% Top Bottom Left Right -------- -------- -------- -------- Bars 28 #25 28 #25 2 #25 2 #25 Cover(mm) 100 100 100 100 Factored Loads and Moments with Corresponding Capacities: ========================================================= Pu Mux Muy fMnx fMny fMn/Mu Phi No. kN kNm kNm kNm kNm --- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- -------- ------ 1 5969.00 1158.00 4.00 4126.23 14.25 3.563 0.900 2 3852.00 676.00 2194.00 3041.56 9871.59 4.499 0.900 3 2745.00 669.00 2194.00 2903.27 9521.34 4.340 0.900 4 5485.00 1208.00 958.00 3790.91 3006.36 3.138 0.900 5 4378.00 1201.00 958.00 3605.82 2876.25 3.002 0.900 *** End of output ***
Página 81
Página 82
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DE LA COLUMNA
HOJA DE CALCULO
REFUERZO TRANSVERSALCORTE DIRECCION LONGITUDINAL (Y):Ancho de la sección: B = 7.21 mAltura de la sección: H = 0.65 mPeralte efectivo: ds = 0.55 mPeralte para cortante: dv = 0.49 mCortante último: Vu = 184 kNCortante que resiste el hormigon: Vn = 2427.9 kN BIEN
REFUERZO MINIMO HORIZONTALAncho de la sección: B = 0.65 mAltura de la sección: H = 5.45 mRefuerzo minimo (ρ= 0.0020): As = 6.50 cm2/m USAR : E φ 16 c/30
Página 83
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL CABEZAL
DISEÑO DEL CABEZAL
DIMENSIONESSo = 0.33 m. Bc = 0.65 m.
S = 0.65 m. r = 0.05 m.Bp = 0.40 m. Hi = 0.00 m.Lo = 0.33 m. Hs = 0.80 m.B = 3.96 m. : Ancho del cabezal
CALCULO DE ESFUERZOSPeso propio ménsula: Pp = 24.71 kNDistancia de la sección A-A al peso propio: Xp = 0.16 m.Cortante mayorado último sección A-A: Vu = 0 kNMomento mayorado último sección A-A: Mu = 5 kN - m
REFUERZO TRANSVERSALBase de la ménsula: B = 3960 mmPeralte efectivo: d = 726 mmACERODiámetro de los estribos: φ = 16 mmCantidad de ramas: # = 7 ramasSección total de refuerzo: Av = 14.07 cm²SEPARACIONES MAXIMASd / 2 = 363 mm.12 " = 300 mm. USAR: 250 mm.
VERIFICACIONESCapacidad resistente del hormigón: Vc = 2187 kNCapacidad resistente del refuerzo: Vs = 1687 kNCapacidad resistente total: Vn = 3293 kN OK
HOJA DE CALCULO
A
A
Página 84
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL CABEZAL
HOJA DE CALCULO
REFUERZO POR FLEXIONMomento de agrietamiento: 1.2 Mcr = 2253 kN - mMomento de diseño: Md = 7 kN - mRefuerzo calculado: As = 0.25 cm²
VERIFICACION POR TENSIONRefuerzo estimado con S-T-M: As = 10.38 cm²Refuerzo final adoptado: As = 10.38 cm² USAR : 3 Ø 25
REFUERZO MINIMO POR AGRIETAMIENTORefuerzo ortogonal mínimo: ρmin = 0.003 cm²/ cmSeparación del refuerzo transversal: ST = 25 cmSeparación del refuerzo longitudinal: SL = 25 cmAcero transversal: As = 7.50 cm² USAR : 4 Ø 16Acero longitudinal: As = 7.50 cm² USAR : 4 Ø 16
VERIFICACION POR COMPRESION
DIMENSIONESBp = 0.40 m.
B = 1.00 m.Ha = 0.15 m.W = 0.43 m.
MATERIALESf 'c = 21 MPa
fy = 413 MPaEs = 200000 MPa
T
S
T
S
Pu
PuPu
Pu
Página 85
PROYECTO: PUENTE VEHICULAR YUNGUILLASDESCRIPCION: DISEÑO DEL CABEZAL
HOJA DE CALCULO
Refuerzo adoptado por tensión: As = 804 mm²Deformación por tracción de la fuerza T: εs = 0.0024Deformación principal del puntal: ε1 = 0.0028Esfuerzo de compresión límite: fcu = 16.431 MPaCapacidad resistente del puntal: φPn = 4897.4 kN > S = 1318 kN OK
VERIFICACION DE TENSIONES EN LA ZONA NODALCarga por metro lineal: Pu = 1261 kNTensión límite de la zona nodal CCT: fc = 11.025 MPaTensión por acción del refuerzo: fc = 2.61 MPa OKTensión por acción de los apoyos: fc = 3.15 MPa OK