Puente Cunas -Informe Final

8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final

1/46

INTRODUCCIÓN

En el presente informe se hace un análisis estructural del Puente Cunas que está

ubicado en la colindancia de los distritos de Pilcomayo y Huamancaca Chico en la

provincia de Chupaca.

Este puente tiene una estructura tipo armadura por lo cual el análisis para el cálculo de

los esfuerzos de los distintos elementos que lo componen es más conveniente

bidimensionalmente.

Se presenta un análisis para los elementos de acero, tal como una comparación con la

carga crítica que produzca pandeo en los elementos sometidos a compresión axial.

También se verificara que la deflexión máxima que se producirá por las cargas aplicadas

no sea mayor que la luz entre 500.


2/46

1. DEFINICION DE LA TEORIA DE ESTRUCTURAS

El diseño completo de una estructura puede establecerse a través de los siguientes

pasos:

1.1 Investigación de las cargas.

La información general acerca de las cargas a imponer sobre la estructura viene

dada en las especificaciones y en las normas. Básicamente es parte de la

responsabilidad del diseñador especificar las condiciones de carga y tener

cuidado en los casos especiales. Las cargas basadas en consideraciones

estáticas pueden clasificarse en la siguiente forma:

a. Carga muerta: La carga muerta es el peso propio de la estructura y seconsidera constante en magnitud y localización. Como la carga muerta

debe suponerse antes de diseñar la estructura, los datos originales seránsolamente estimativos. Se revisaran los cálculos si el valor estimado

inicialmente no es satisfactorio. b. Sobrecargas: Las sobrecargas pueden clasificarse en cargas movibles y

cargas en movimiento. Las cargas movibles son aquellas que pueden ser

transportadas de un lugar a otro de la estructura, las personas y los

muebles en un piso de un edificio. Las cargas en movimiento son aquellas

que se mueven continuamente sobre la estructura, tales como los trenes y

camiones sobre un puente. c. Cargas de impacto: Los efectos del impacto generalmente se asocian con

las cargas movibles. En el diseño estructural la carga de impacto se

considera como un incremento de la sobrecarga, si esta se ha tomado

como una carga estática aplicada gradualmente.

1.2 Análisis de esfuerzos.

Una vez definidas las cargas externas, debe hacerse un análisis de esfuerzos con

el fin de determinar las fuerzas internas, algunas veces conocidas como

esfuerzos, que se producirán en los diferentes elementos. Cuando intervienen

sobrecargas, deben analizarse con todo cuidado los esfuerzos máximos posiblesen cada uno de los elementos de la estructura. Para obtener lo anterior, no

solamente debe conocerse la magnitud de la carga, sino el lugar de aplicación.

1.3 Selección de los distintos elementos.

La elección de los materiales y dimensiones de los elementos de una estructura

se basa en los resultados del paso 3 junto con las condiciones dadas por las

especificaciones y normas.


3/46

1.4 Dibujo y detalles.

El paso final es el dibujo y los detalles que proporcionan la información necesaria

para la construcción. El objetivo de la teoría de estructuras es el análisis de esfuerzos con referencia a las

cargas. Lo más importante de la teoría de estructuras radica en los fundamentos y no

en los detalles de diseño.

2. RETICULADOS PLANOS.

2.1 Armaduras

Una armadura es un sistema estructural reticular de barras rectas interconectadas

en nudos articulados formando triángulos. Los elementos conforman,comúnmente, uno o varios triángulos en un solo plano y se disponen de forma tal

que las cargas externas se aplican a los nudos, por lo que en teoría, sólo causan

efectos de tensión o de compresión.

2.2 Eficiencia Estructural de las Armaduras

Las armaduras se usan, esencialmente, de la misma forma que las vigas de alma

llena, pero preferentemente para cubiertas de luces considerables. Una cubierta o

entrepiso de relativamente gran luz, formada por vigas, se convierte en

antieconómica como consecuencia de la utilización incompleta del material y la

posibilidad de pandeo lateral, en virtud del valor considerable del peralte de la

sección. En estos casos, la viga de alma llena, se debe sustituir por un sistema

reticular, una armadura, cuyos elementos o barras, sometidos a cargas

concentradas aplicadas en los nudos, trabajan a compresión o tensión; lo que

permiten un aprovechamiento casi total del material

2.3 Tipos de Armaduras

La mayoría de los tipos de armaduras usadas en la estructuración de cubiertas,

puentes, han sido llamadas así por el apellido o nombre de quien las diseñó por

primera vez, por ejemplo, la armadura tipo Howe, fue patentada en 1840 por

William Howe, la armadura Warren, fue patentada por los ingleses James Warren

y Willboughby Monzoni en 1848.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Howe&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=James_Warren&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Willboughby_Monzoni&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Willboughby_Monzoni&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=James_Warren&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Howe&action=edit&redlink=1


4/46

a. Armadura Howe.

b. Armadura Warren.

c. Armadura Pratt Plana.

d. Armadura Fink.

e. Armadura Delta.

f. Armadura de estructura triarticulada.

Forma de los t ipos d e armaduras

2.4 Selección del Tipo de Armadura

La elección del tipo de armadura depende de varios factores como son: Luz a

salvar, carga a soportar, tipo de cubierta desde el punto de vista arquitectónico,

necesidades de iluminación, aislamiento y ventilación.

Algunos tipos de armaduras, por su eficiencia en la configuración, pueden cubrir

grandes luces, como las de forma de arco en la cuerda superior, sin embargo

constructivamente son más difíciles y se convierten en soluciones no usuales o

especiales. Sin embargo en los últimos años los techos curvos auto soportantes,

pueden ofrecer soluciones prácticas para cubiertas de hangares, bodegas,

fábricas, talleres, y otros usos.


5/46

3. GENERALIDADES DE PUENTES.

3.1 Definición

Obra de arte especial requerida para atravesar a desnivel un accidentegeográfico o un obstáculo artificial por el cual no es posible el tránsito en la

dirección de su eje.

Los puentes se construyen con el fin de permitir la circulación de personas,

vehículos, trenes y líquidos.

3.2 Tipos de Puente

a. Atendiendo a su Utilización

Puentes de carretera

Puentes de ferrocarril Puentes de conducción de fluidos

b. Materiales Constructivos

Madera

Acero

Concreto Armado

Concreto Pretensado c. A tendiendo a su Estructura

Isostáticas

Hiperestáticas d. Atendiendo a la Tecnología Constructiva

Puentes fundidos en el lugar

Puentes con estructura prefabricada

Puentes mixtos e. Atendiendo al Desarrollo de la Estructura Longitudinal

Puentes de tramo recto

Puentes de arco

Puentes colgantes

f. Atendiendo al Desarrollo de la Estructura Transversal Puentes de losa

Puentes de viga losa

Puentes de sección cajón


6/46

3.3 Partes de un puente

3.3.1 Subestructura

Cimentación Estribos

3.3.2 SuperestructuraParte del puente que recibe directamente las cargas

Partes del Puente

3.4 Cargas Sobre puentes

En el manual de diseño de puentes del MTC las cargas se clasifican en:

Permanentes: Comprende generalmente el peso propio de la estructura

Variables: Corresponden a los pesos de los vehículos y personas y los

distintos efectos dinámicos.

Excepcionales: Son de probabilidades de ocurrencia muy baja como

explosiones, colisiones o incendios.


7/46

3.5 Pesos específicos de los distintos Materiales

3.6 Camión de Diseño

Las cargas por ejes y los espaciamientos entre ejes serán los indicados en la

figura, la distancia entre los ejes de 145 KN (14.78 t) será tomada como aquella

que estando entre los límites de 4.40 m y 9.00 m, resulta en los mayores efectos.

Las cargas del camión de diseño deberán incrementarse por efectos dinámicos.

Carac teríst icas del cam ión de Dis eño Tur k


8/46

3.7 Tándem de Diseño

El tándem de diseño es un conjunto de dos ejes, cada uno con una carga de 110

KN (11.2 t), espaciados a 1.2 m. La distancia entre las ruedas de cada eje, en

dirección transversal, será de 1.8 m. Estas cargas deberán incrementarse por

efectos dinámicos.

Carac terísticas del cam ión de Diseño Tándem


9/46

4. CARACTERISTICAS DEL PUENTE CUNAS.

4.1 Dimensiones

Este puente tiene las siguientes dimensiones:

La luz del puente : 180.84m.

Luz de armadura : 50m

Altura de armadura : 9.375 m.

Ancho de puente : 8.35 m.

Separación entre vigas transversales : 6.25 m

MODELO MATEMÁTICO EN 3D


10/46

Vista en 3D del puente

4.2 Materiales

La estructura es de acero, con módulo de elasticidad: E = 2.1 x 106 kg/cm².

Concreto para la losa que se supondrá de f´c= 280 Kg/cm2 Según Norma.


11/46

4.3 Secciones de los Elementos que lo Conforman

Este puente está compuesto de distintos tipos de perfiles de acero para cada

elemento que lo conforman.

ELEVACIÓN

PLANTA


12/46

Las secciones de los distintos tipos de elementos se muestran a continuación.

4.4 Características de los elementos


13/46

1.-CARGA MUERTA

PESO DEL TABLERO DE CONCRETO(CONCRETO ARMADO)

Pe= 2500 kg/m3

e(losa)= 0.20 marea= 3.6 m

P.TABLERO 1.80 tn/m

PESO DE LA VEREDA(CONCRETO SIMPLE)

Pe= 2400 kg/m3

area= 0.09 m2

P.VEREDA 0.22 tn/m

PESO DEL ASFALTO

Pe= 2200 kg/m3

e(losa)= 0.05 m

area= 3.6 m

P.ASFALTO 0.40 tn/m

PESO DE BARANDA(SEGÚN NORMA):Pbaranda= 0.10 tn/m

5. METRADO DE CARGAS

5.1 Cargas muertas

Corte de la secc ión transversal


14/46

PESO ARMADURA= 0.66 tn/m

2.-CARGA VEHICULAR

SOBRECARGA: 0.97 tn/m

1.74 tn/m

2.- CARGA DE IMPACTO (EL 30% DE LA CARGA VEHICULAR)

CARGA IMPACTO= 0.52 tn/m

S/C = 0.2 Tn/m2

ANCHO DE VEREDA 0.6 m

CARGA DISTRIBUIDA VERE 0.12 Tn

CU= 6.86 tn/m

PARA LOS NUDOS EXTERIORES( 1Y 9)

PU= 21.45 tn

PARA LOS NUDOS INTERIORES( 2,3,4,5,6,7 y 8)

PU= 42.90 tn

2.- CARGA ULTIMA

CAMION DE DISEÑO(HL-93):HALLAMOS

LAS REACCIONES QUE SE PRODUCEN

EN LOS APOYOS MEDIANTE LINEAS DE

INFLUENCIA

3.-LA SOBRECARGA DE LA VEREDA PUNTUALIZADA EN LOS

NUDOS DE LA ARMADURA

5.2 ELEMENTOS DE ACERO:

AREA(m2) DENSIDAD(kg/m3) ELEMENTOS 1 ELEMENTOS 2 LONGITUD 1 LONGITUD 2 PESO(tn) 1 PESO(tn) 2

SECCION A-A 0.0132 7850 11 4 6.25 9.88 7.12 4.10

SECCION B-B 0.0043 7850 0 14 0 5.215 0.00 2.46

SECCION C-C 0.0089 7850 4 12 6.25 9.88 1.75 8.28

SECCION D-D 0.0268 7850 0 9 0 4.175 0.00 7.91

SECCION E-E 0.0019 7850 0 16 0 5.215 0.00 1.24

PARCIAL 8.87 23.99

TOTAL 32.86


15/46

S/C = 0.2 Tn/m2

AREA VEREDA 30 m2

CARGA EN VEREDA 6 Tn

CARGA POR NUDO 0.667 Tn

NUDO 4 14.78

NUDO 5 15.894

NUDO 6 2.456

4.-CARGA VEHICULAR

3.-LA SOBRECARGA DE LA VEREDA PUNTUALIZADA EN LOS

NUDOS DE LA ARMADURA

6. MODELOS ESTRUCTURALES


16/46

7. PROCESANDO LÍNEAS DE INFLUENCIA DE LA ARMADURA CON EL PROGRAMA

“ARMADURAS.XLS” – SCALETTI

1 0.00 0.000 0.000

2 6.25 0.375 -0.333

3 12.50 0.750 -0.667

4 18.75 1.125 -1.000

5 25.00 1.167 -1.333

6 31.25 0.875 -1.000

7 37.50 0.583 -0.667

8 43.75 0.292 -0.333

9 50.00 0.000 0.000

NUDO

CARGA UNITARIA APLICADA EN LOS NUDOS INFERIORES

LÍNEAS DE INFLUENCIA

DISTANCIA (m) ELEMENTO MAS ESFORZADO A

TRACCIÓN - ELEMENTO 4-5

ELEMENTO MAS ESFORZADO A

COMPRESIÓN - ELEMENTO 13-14


17/46


18/46

8. PROCESANDO LA ESTRUCTURA COMO ARMADURA –PRIMERA PARTE

8.1 PROGRAMA “ARMADURAS.XLS” – SCALETTI –CARGAS PUNTUALES

INGRESO DE DATOS:


19/46

DESPLAZAMIENTO VERTICAL MÁXIMO (FLECHA)

ARMADURA

RESULTADOS:


20/46

8.2 PROGRAMA “ARMADURAS.XLS” – SCALETTI –CARGA DISTRIBUIDA

INGRESO DE DATOS:


21/46

DESPLAZAMIENTO VERTICAL MÁXIMO (FLECHA)

PÓRTICO

RESULTADOS:


22/46

8.3 COMPROBACION CON PROGRAMA SAP 2000 V16 – CARGA DISTRIBUIDA

Modelo estructural :

Deformada de la estructura:

Deformada de la estructura y estado inic ia l :


23/46

Flecha de puente: -0.08258m

Diagrama de fuerza axial:


24/46


25/46

8.4 COMPROBACION CON PROGRAMA SAP 2000 V16 – CARGAS PUNTUALES

ASIGNACION DE CARGAS:

DEFORMADA CON CARGAS PUNTUALES:

DEFORMADA DE ARMADURA:


26/46

DESPLAZAMIENTO O FLECHA DE PUENTE: 0.06392m


27/46

NUDOS X Y X Y

1 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

2 0.00170 -0.02396 0.00117 -0.02396

3 0.00440 -0.04297 0.00440 -0.04297

4 0.00759 -0.05660 0.00759 -0.05660

5 0.01132 -0.06087 0.01132 -0.06087

6 0.01498 -0.05534 0.01498 -0.05534

7 0.01806 -0.04205 0.01806 -0.04205

8 0.02118 -0.02346 0.02118 -0.02346

9 0.02232 0.00000 0.02232 0.00000

10 0.02106 -0.01117 0.02106 -0.01117

11 0.01948 -0.03324 0.01948 -0.03324

12 0.01670 -0.05032 0.01670 -0.05032

13 0.01310 -0.05936 0.01310 -0.05936

14 0.00925 -0.05872 0.00925 -0.05872

15 0.00578 -0.04921 0.00578 -0.04921

16 0.00309 -0.03254 0.00309 -0.03254

17 0.00156 -0.01095 0.00156 -0.01095

CUADRO COMPARATIVO

SCALETTISAP 2000

8.5 COMPARACION DE RESULTADOS

SAP 2000 SCALETTI

ELEMENTOS AXIALES AXIALES

1 34.94 34.940

2 96.56 96.563

3 141.67 141.668

4 165.33 165.329

5 162.25 162.248

6 136.53 136.533

7 93.48 93.482

8 33.91 33.913

9 -110.49 -110.492

10 110.49 110.492

11 -84.38 -84.375

12 84.38 84.375

13 -58.26 -58.259

14 58.26 58.259

15 -16.56 -16.563

16 16.56 16.563

17 26.31 26.306

18 -26.31 -26.306

19 55.01 55.012

20 -55.01 -55.012

21 81.03 81.128

22 -81.13 -81.128

23 107.24 107.244

24 -107.24 -107.244

25 -69.88 -69.881

26 -123.24 -123.245

27 -160.09 -160.091

28 -170.57 -170.567

29 -153.93 -153.929

30 -119.14 -119.137

31 -67.83 -67.827

CUADRO COMPARATIVO


28/46


29/46

Anális is d e Pórtico s Plan os versión 1.1 HSF 1999

eti queta E G ti po m aterial A I A s Notas

(t/m2 ) (t/m2 ) (t/m3 ) (m2 ) (m4 ) (m2 )

r 2.10E+07 8.08E+06 7.850 a r 1.32E-02 2.24E-04 MATERIAL DE ACERO

b r 8.90E-03 1.60E-04 MATERILA DE ACERO

Pórtico co n Contracción de Fragua

Propiedades de Materiales Caracterís ticas de las Secciones

Anális is de Pórticos Planos versi

n u v

(m) (m) (rad)

1 0.000E+00 0.000E+00 -1.078E-02

2 1.843E-03 -3.541E-02 -3.471E-033 6.664E-03 -6.232E-02 -3.215E-03

4 1.126E-02 -8.035E-02 -1.746E-03

5 1.653E-02 -8.651E-02 0.000E+00

6 2.179E-02 -8.035E-02 1.746E-03

7 2.639E-02 -6.232E-02 3.215E-03

8 3.121E-02 -3.541E-02 3.471E-03

9 3.305E-02 0.000E+00 1.078E-02

10 2.218E-03 -1.659E-02 3.389E-03

11 4.631E-03 -4.862E-02 4.236E-0312 8.717E-03 -7.214E-02 2.510E-03

13 1.381E-02 -8.434E-02 8.775E-04

14 1.924E-02 -8.434E-02 -8.775E-04

15 2.434E-02 -7.214E-02 -2.510E-03

16 2.842E-02 -4.862E-02 -4.236E-03

17 3.083E-02 -1.659E-02 -3.389E-03

Desplazamientos de los Nudos

RESULTADOS:


30/46

e N i N j M i M centro M j V i V j

(t) (t) (t m) (t m) (t m) (t) (t)

1 55.111 55.111 -13.534 15.010 -22.948 19.775 -22.787

2 144.155 144.155 -25.136 11.221 -18.924 22.275 -20.287

3 203.813 203.813 -22.999 12.246 -19.340 21.972 -20.801

4 233.613 233.613 -21.472 12.455 -20.452 21.550 -21.223

5 233.613 233.613 -20.452 12.455 -21.472 21.223 -21.550

6 203.813 203.813 -19.340 12.246 -22.999 20.801 -21.972

7 144.155 144.155 -18.924 11.221 -25.136 20.287 -22.275

8 55.111 55.111 -22.948 15.010 -13.534 22.787 -19.775

9 -168.604 -167.632 -13.534 -3.655 7.023 1.917 2.241

10 -107.024 -107.024 6.910 0.470 -4.958 -2.223 -1.575

11 -181.214 -181.214 0.801 -1.469 -2.727 -0.888 -0.241

12 -225.925 -225.925 0.275 -1.399 -2.062 -0.698 -0.050

13 -240.846 -240.846 -0.986 -1.492 -0.986 -0.324 0.324

14 -225.925 -225.925 -2.062 -1.399 0.275 0.050 0.698

15 -181.214 -181.214 -2.727 -1.469 0.801 0.241 0.888

16 -107.024 -107.024 -4.958 0.470 6.910 1.575 2.223

17 -168.604 -167.632 13.534 3.655 -7.023 -1.917 -2.241

18 163.857 164.512 0.302 -0.062 0.113 -0.128 0.090

19 -116.433 -115.461 1.886 -0.231 -3.148 -0.347 -0.671

20 115.435 116.090 2.277 -0.437 -2.611 -0.604 -0.385

21 -70.772 -70.117 1.798 0.329 -1.679 -0.242 -0.461

22 68.874 69.529 1.164 -0.350 -1.324 -0.361 -0.142

23 -24.136 -23.480 0.967 0.385 -0.737 -0.063 -0.281

24 22.421 23.077 0.103 -0.388 -0.340 -0.154 0.064

25 22.421 23.077 -0.103 0.388 0.340 0.154 -0.064

26 -24.136 -23.480 -0.967 -0.385 0.737 0.063 0.281

27 68.874 69.529 -1.164 0.350 1.324 0.361 0.142

28 -70.772 -70.117 -1.798 -0.329 1.679 0.242 0.461

29 115.435 116.090 -2.277 0.437 2.611 0.604 0.385

30 -116.433 -115.461 -1.886 0.231 3.148 0.347 0.671

31 163.857 164.512 -0.302 0.062 -0.113 0.128 -0.090

Fuerzas en los Elemento s (convención de resistencia de materiales)


31/46

9.2 COMPROBACION CON PROGRAMA SAP 2000 V16 – CARGA DISTRIBUIDA

Diagrama de fuerza axial

Diagrama de fuerza cor tante


32/46

Diagrama de momento Flector


33/46

Deflex ión máxima


34/46

SAP 2000 SCALETTI

ELEMENTOS AXIALES AXIALES

1 34.94 34.940

2 96.56 96.563

3 141.67 141.668

4 165.33 165.329

5 162.25 162.248

6 136.53 136.533

7 93.48 93.482

8 33.91 33.913

9 -110.49 -110.492

10 110.49 110.492

11 -84.38 -84.375

12 84.38 84.375

13 -58.26 -58.259

14 58.26 58.259

15 -16.56 -16.563

16 16.56 16.563

17 26.31 26.306

18 -26.31 -26.306

19 55.01 55.012

20 -55.01 -55.012

21 81.03 81.128

22 -81.13 -81.128

23 107.24 107.244

24 -107.24 -107.244

25 -69.88 -69.881

26 -123.24 -123.245

27 -160.09 -160.091

28 -170.57 -170.567

29 -153.93 -153.929

30 -119.14 -119.137

31 -67.83 -67.827

CUADRO COMPARATIVO

NUDOS X Y X Y

1 0.00000 0.00000 0.00000 0.000002 0.00170 -0.02396 0.00117 -0.02396

3 0.00440 -0.04297 0.00440 -0.04297

4 0.00759 -0.05660 0.00759 -0.05660

5 0.01132 -0.06087 0.01132 -0.06087

6 0.01498 -0.05534 0.01498 -0.05534

7 0.01806 -0.04205 0.01806 -0.04205

8 0.02118 -0.02346 0.02118 -0.02346

9 0.02232 0.00000 0.02232 0.00000

10 0.02106 -0.01117 0.02106 -0.01117

11 0.01948 -0.03324 0.01948 -0.03324

12 0.01670 -0.05032 0.01670 -0.0503213 0.01310 -0.05936 0.01310 -0.05936

14 0.00925 -0.05872 0.00925 -0.05872

15 0.00578 -0.04921 0.00578 -0.04921

16 0.00309 -0.03254 0.00309 -0.03254

17 0.00156 -0.01095 0.00156 -0.01095

CUADRO COMPARATIVO

SCALETTISAP 2000

9.3 COMPARACION DE RESULTADOS


35/46

COMPARACION DESPLAZAMIENTOS VERTICAL Y HORIZONTAL

X Y GIROS

1 0.000000 0.000000 -0.023106

2 0.000023 -0.000007 -0.006708

3 0.000075 -0.002027 -0.006034

4 0.000063 -0.004487 -0.003254

5 0.000050 -0.005311 0.000000

6 0.000037 -0.004487 0.003254

7 0.000025 -0.002027 0.006034

8 0.000078 -0.000007 0.006708

9 0.000100 0.000000 0.023106

10 0.000101 0.000007 0.006575

11 0.000091 -0.000009 0.008240

12 0.000077 -0.003288 0.004625

13 0.000059 -0.004931 0.00164814 0.000041 -0.004931 -0.001648

15 0.000023 -0.003288 -0.004625

16 0.000009 -0.000009 -0.008240

17 -0.000001 0.000007 -0.006575

9.4 COMPARACION DE RESULTADOS (PARTE 2)

n u v U1 U3 R2 R3(m) (m) (rad) m m Radians Radians

1 0.000E+00 0.000E+00 -1.078E-02 3.000E+00 0 0 1.23E-02 02 1.843E-03 -3.541E-02 -3.471E-03 4.000E+00 3.08E-02 -1.66E-02 3.19E-03 0

3 6.664E-03 -6.232E-02 -3.215E-03 5.000E+00 1.82E-03 -3.54E-02 3.24E-03 0

4 1.126E-02 -8.035E-02 -1.746E-03 6.000E+00 2.84E-02 -4.86E-02 4.00E-03 0

5 1.653E-02 -8.651E-02 0.000E+00 7.000E+00 6.59E-03 -6.03E-02 0.00281932 0

6 2.179E-02 -8.035E-02 1.746E-03 8.000E+00 2.43E-02 -6.88E-02 2.11E-03 0

7 2.639E-02 -6.232E-02 3.215E-03 9.000E+00 1.12E-02 -7.59E-02 1.51E-03 0

8 3.121E-02 -3.541E-02 3.471E-03 1.000E+01 1.92E-02 -7.94E-02 7.70E-04 0

9 3.305E-02 0.000E+00 1.078E-02 1.100E+01 1.65E-02 -8.12E-02 6.07E-18 0

10 2.218E-03 -1.659E-02 3.389E-03 1.200E+01 0.01375154 -7.94E-02 -7.70E-04 0

11 4.631E-03 -4.862E-02 4.236E-03 1.300E+01 2.18E-02 -0.07586568 -1.51E-03 0

12 8.717E-03 -7.214E-02 2.510E-03 1.400E+01 8.64E-03 - 6.88E-02 - 2.11E-03 0

13 1.381E-02 -8.434E-02 8.775E-04 1.500E+01 2.64E-02 - 6.03E-02 - 2.82E-03 0

14 1.924E-02 -8.434E-02 -8.775E-04 1.600E+01 4.54E-03 - 4.86E-02 - 4.00E-03 015 2.434E-02 -7.214E-02 -2.510E-03 1.700E+01 3.11E-02 - 3.54E-02 - 3.24E-03 0

16 2.842E-02 -4.862E-02 -4.236E-03 1.800E+01 2.12E-03 - 1.66E-02 - 3.19E-03 0

17 3.083E-02 -1.659E-02 -3.389E-03 1.900E+01 3.30E-02 0 -1.23E-02 0


36/46

9.5 PROGRAMA SAP 2000 – CARGAS PUNTUALES

ANALISIS CON EL PROGRAMA SAP 2000

En la siguiente figura se puede observar el diseño de la estructura en el programa SAP2000


37/46

Se ha definido el material y lassecciones y se ha procedido aasignar las secciones a cadaelemento.


38/46

Se han asignado las cargas a cada nudo.

Se ha obtenido la deformada de la estructura.

se obtuvo los desplazamientos en cada nudo.

Por ejemplo en el NUDO 5:


39/46

NUDO 3:

DIAGRAMA DE FUERZA AXIAL

DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR


40/46

n X Y 1 2 3 F x F y M z

(m) (m) (t) (t m)

1 0.000 0.000 x x -12.721

2 6.250 0.000 -24.776

3 12.500 0.000 -24.776

4 18.750 0.000 -39.556

5 25.000 0.000 -40.670

6 31.250 0.000 -27.232

7 37.500 0.000 -24.776

8 43.750 0.000 -24.776

9 50.000 0.000 x -12.721

10 3.125 9.375

11 9.375 9.375

12 15.625 9.375

13 21.875 9.375

14 28.125 9.375

15 34.375 9.375

16 40.625 9.375

17 46.875 9.375

Datos Relat ivos a los Nu dos

Fuerzas Concen tradasapoyos Coordenadas

sección

e i j t ipo i j w x w y

No cortar+pegar (t/m) (t/m)

1 1 2 C-C

2 2 3 C-C

3 3 4 A-A

4 4 5 A-A

5 5 6 A-A

6 6 7 A-A

7 7 8 C-C

8 8 9 C-C

9 1 10 A-A

10 2 10 C-C

11 2 11 A-A

12 3 11 C-C

13 3 12 C-C14 4 12 C-C

15 4 13 C-C

16 5 13 C-C

17 5 14 C-C

18 6 14 C-C

19 6 15 C-C

20 7 15 C-C

21 7 16 C-C

22 8 16 A-A

23 8 17 C-C

24 9 17 A-A

25 10 11 A-A

26 11 12 A-A

27 12 13 A-A

28 13 14 A-A

29 14 15 A-A

30 15 16 A-A

31 16 17 A-A

Datos Relativos a los Elemento s Fuerzas Distrib uid asrótulas nudos

9.6 PROGRAMA “PORTICOS.XLS” – SCALETTI –CARGAS PUNTUALES


41/46

n u v

(m) (m) (rad)

1 0.0 00 E+0 0 0.0 00 E+0 0 -3 .2 45 E-03

2 1 .1 74E-0 3 -2 .3 82 E-0 2 -2 .9 10 E-03

3 4 .3 99E-0 3 -4 .2 71 E-0 2 -2 .2 50 E-03

4 7 .5 89E-0 3 -5 .6 23 E-0 2 -1 .3 05 E-03

5 1.131E-02 -6.048E-02 9.535E-05

6 1.496E-02 -5.499E-02 1.360E-03

7 1.804E-02 -4.181E-02 2.187E-03

8 2.116E-02 -2.333E-02 2.859E-03

9 2 .230E-02 0.000E+00 3.183E-03

10 2 .1 04E-0 2 -1 .1 14 E-0 2 -2 .8 78 E-03

11 1 .9 46E-0 2 -3 .3 04 E-0 2 -2 .8 13 E-03

12 1 .6 69E-0 2 -5 .0 00 E-0 2 -1 .8 67 E-03

13 1 .3 08E-0 2 -5 .8 96 E-0 2 -5 .9 42 E-04

14 9.244E-03 -5.834E-02 7.187E-04

15 5.778E-03 -4.891E-02 1.860E-03

16 3.095E-03 -3.235E-02 2.752E-03

17 1.569E-03 -1.092E-02 2.826E-03

Desplazamientos de los Nudos

etiqueta E G

(t/m2 ) (t/m2 ) (t/m3 )

S 2.10E+07 8.08E+06

Pro piedades de Materiales

tipo m aterial A I A s Notas

(m2 ) (m4 ) (m2 )

A-A S 0.0132 2.23E-04

C-C S 0.0089 1.55E-04

Características de las Seccio nes

Con todos los datos insertados se obtiene el grafico:

A continuación se asignara el material y las secciones:

Finalmente se obtendrán los resultados:


42/46

e N i N j M i M cen t ro M j V i V j

(t) (t) (t m) (t m) (t m) (t) (t)

1 35.112 35.112 -2.126 0.175 2.476 0.736 0.736

2 96.446 96.446 -1.041 0.345 1.731 0.444 0.444

3 141.460 141.460 -1.026 0.709 2.445 0.555 0.555

4 165.062 165.062 0.716 1.051 1.386 0.107 0.107

5 162.008 162.008 1.625 0.949 0.273 -0.216 -0.216

6 136.350 136.350 2.135 0.621 -0.893 -0.484 -0.484

7 9 3.363 93.363 1.707 0.351 -1.006 -0.434 -0.434

8 3 4.079 34.079 2.401 0.169 -2.063 -0.714 -0.714

9 -109.847 -109.847 2.126 0.174 -1.778 -0.395 -0.395

10 108.792 108.792 1.162 0.011 -1.141 -0.233 -0.233

11 -83.063 -83.063 2.355 0.046 -2.263 -0.467 -0.467

12 83.445 83.445 1.351 -0.186 -1.723 -0.311 -0.311

13 -57.194 -57.194 1.406 0.126 -1.153 -0.259 -0.259

14 57.432 57.432 0.831 -0.186 -1.202 -0.206 -0.206

15 -16.185 -16.185 0.898 0.235 -0.428 -0.134 -0.134

16 16.513 16.513 -0.167 -0.228 -0.289 -0.012 -0.012

17 26.039 26.039 -0.072 0.206 0.484 0.056 0.056

18 -25.797 -25.797 -0.970 -0.212 0.547 0.154 0.154

19 54.239 54.239 -0.891 0.165 1.222 0.214 0.214

20 -54.064 -54.064 -1.335 -0.108 1.120 0.248 0.248

21 80.248 80.248 -1.265 0.186 1.638 0.294 0.294

22 -79.846 -79.846 -2.279 -0.051 2.178 0.451 0.451

23 105.593 105.593 -1.129 -0.011 1.107 0.226 0.226

24 -106.619 -106.619 -2.063 -0.169 1.724 0.383 0.383

25 -69.736 -69.736 -2.919 0.049 3.016 0.950 0.950

26 -123.128 -123.128 -0.970 0.710 2.390 0.538 0.538

27 -159.817 -159.817 0.035 0.955 1.875 0.294 0.294

28 -170.296 -170.296 1.158 0.986 0.813 -0.055 -0.055

29 -153.705 -153.705 1.844 0.857 -0.130 -0.316 -0.316

30 -119.018 -119.018 2.211 0.669 -0.873 -0.493 -0.493

31 -67.685 -67.685 2.943 0.056 -2.831 -0.924 -0.924

Fuerzas en los Elemento s (convención de resistencia de materiales)


43/46

n u v

(m) (m) (rad)

1 0.000E+00 0.000E+00 -3.245E-03

2 1.174E-03 -2.382E-02 -2.910E-03

3 4.399E-03 -4.271E-02 -2.250E-03

4 7.589E-03 -5.623E-02 -1.305E-03

5 1.131E-02 -6.048E-02 9.535E-05

6 1.496E-02 -5.499E-02 1.360E-03

7 1.804E-02 -4.181E-02 2.187E-03

8 2.116E-02 -2.333E-02 2.859E-03

9 2.230E-02 0.000E+00 3.183E-03

10 2.104E-02 -1.114E-02 -2.878E-03

11 1.946E-02 -3.304E-02 -2.813E-03

12 1.669E-02 -5.000E-02 -1.867E-03

13 1.308E-02 -5.896E-02 -5.942E-04

14 9.244E-03 -5.834E-02 7.187E-04

15 5.778E-03 -4.891E-02 1.860E-03

16 3.095E-03 -3.235E-02 2.752E-03

17 1.569E-03 -1.092E-02 2.826E-03

Desplazamientos de los Nudo s

DESPLAZAMIENTO SCALETTI SAP DIFERENCIA

∆ en 5 0.06048 0.06264 0.00216

∆ en 12 0.05 0.05179 0.00179

COMPARANDO VALORES


44/46

NUDOS DATOS DE SAP 2000 DATOS DE SCALETTI DIFERENCIA

1 0 0.0000 0

2 0.0247 0.0238 0.0009

3 0.0442 0.0427 0.0015

4 0.0582 0.0562 0.0020

5 0.0626 0.0605 0.0021

6 0.057 0.0550 0.0020

7 0.0433 0.0418 0.0015

8 0.0242 0.0233 0.0009

9 0 0.0000 0.0000

10 0.0115 0.0111 0.0004

11 0.0342 0.0330 0.0012

12 0.0518 0.0500 0.0018

13 0.0611 0.0590 0.002114 0.0604 0.0583 0.0021

15 0.0507 0.0489 0.0018

16 0.0335 0.0324 0.0011

17 0.0113 0.0109 0.0004

TABLA COMPARATIVA

.


45/46

10. CONCLUSIONES

PRIMERA PARTE

Cuando la estructura es una armadura se generan mayores

desplazamientos, que en una aporticada.

Se observa que entre ambos software no existe mucha variación, para la cual

se concluye que scaletti y sap200 son programas confiables.

Si nosotros analizamos una armadura se consideran que en los nudos los

momentos son relajados; si a esta armadura lo analizamos como si fuera un

elemento continuo entre dos tramos sucesivos, generara desplazamientos

menores. Al analizar la estructura de la segunda parte(a) con cargas concentradas en

los nudos y la segunda parte (b) con carga uniformemente distribuida a lo

largo de la cuerda superior, bajo las mismas condiciones, no generan igual

desplazamiento, además cada uno de ellos tiene un distinto comportamiento.

Por lo tanto las gráficas de fuerza axial, fuerza cortante y momento flector son

diferentes.

SEGUNDA PARTE

Si la armadura se analiza como elemento continuo entonces no solo

presentara fuerzas axiales, sino que también presentara cortantes y

momentos, debido a que los nudos son rígidos.

Al igual que la estructura tomada como armadura, para el caso de pórtico se

puede notar que no existe mucha variación de resultados para ambos casos

cuando se analiza con SAP 2000 y scaletti”PORTICOS”.

Los desplazamientos máximos están dentro de lo admisible.


46/46

11. BIBLIOGRAFIA

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS, Autor: Dra. Ing. María GraciellaFratelli.

ESTRUCTURAS DE ACERO: COMPORTAMIENTO Y LRFD, Autor: Sriramulo.Vinnakota.

MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES, MTC.

DISEÑO EN ACERO, Autor: Ing. Luis F. Zapata Baglieto.

Puente Cunas -Informe Final

Documents