Top Banner
DISEÑO DE PUENTE VIGA LOSA SIMPLEMENTE APOYADO DATOS f'c 280 Kg/cm2 L 12.000 m fy 4200 Kg/cm2 2400 Kg/m3 A 3.600 m 2250 Kg/m3 S' 2.100 m C 0.375 m X 0.130 m e" 2.000 pulg 1.- DISEÑO DE LA LOSA (As perpendicular al trafico) A.- Pre-dimensionamiento de losa Ancho de la viga b = 0.27302 m Adoptamos: b = Espesor de losa tmin= 0.175 tmin= 0.20 Adoptamos: b = 0.20 B) Criterios LRFD aplicables (Tabla 3.4.1-1) PCONCRETO PASFALTO
22

puente viga losa simplemente apoyado

Dec 11, 2015

Download

Documents

diseño de un puente simplemente apoyado
Welcome message from author
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
Page 1: puente viga  losa simplemente apoyado

DISEÑO DE PUENTE VIGA LOSA SIMPLEMENTE APOYADO

DATOS

f'c 280 Kg/cm2 L 12.000 mfy 4200 Kg/cm2 2400 Kg/m3A 3.600 m 2250 Kg/m3S' 2.100 mC 0.375 mX 0.130 me" 2.000 pulg

1.- DISEÑO DE LA LOSA (As perpendicular al trafico)

A.- Pre-dimensionamiento de losa Ancho de la viga

b = 0.273018 m Adoptamos: b = 0.30 m

Espesor de losa

tmin= 0.175 m

tmin= 0.20 m

Adoptamos: b = 0.20 mB) Criterios LRFD aplicables (Tabla 3.4.1-1)

PCONCRETO

PASFALTO

Page 2: puente viga  losa simplemente apoyado

C) Momentos de flexión por cargasC.1) Momento Negativo de Diseño

1. Carga Muerta (DC):

Peso propio de losa:0.20 x 1 x 2400 = 480 Kg/m

-0.18 T-m (en el eje B)-0.12 T-m (cara izq. de B)-0.12 T-m (cara der. de B)

Peso de barreras:0.20 x 1 x 2400 = 486.9 Kg

Tomamos del diagrama de momentos:

0.07 T-m (en el eje B)0.04 T-m (cara izq. de B)0.07 T-m (cara der. de B)

2. Carga por superficie de rodadura (DW):Asfalto:

0.05 x 1 x 2250 = 112.5 KgTomamos del diagrama de momentos:

-0.05 T-m (en el eje B)-0.03 T-m (cara izq. de B)-0.03 T-m (cara der. de B)

3. Carga Viva y efecto de Carga Dinámica (LL+IM):

E(-) = 1.745 m

M(-)LL+IM DE LINEA DE INFLUENCIA

-3.348 -2.304 -2.448

(M(-)LL+IM)/E , unidades: T-m INCLUIDO IM=33%

-2.55 -1.76 -1.87

RESUMEN DE MOMENTOS NEGATIVOS POR CARGAS EN B

Wlosa =

MDC1 =MDC1,izq =MDC1,der =

Pbarrera =

MDC2 =MDC2,izq =MDC2,der =

wasf =

MDW =MDW,izq =MDW,der =

M( - )LL+IM, izq M( - )LL+IM, eje B M( - )LL+IM, der

M( - )LL+IM, izq M( - )LL+IM, eje B M( - )LL+IM, der

D80
AREA DE SECCION DE BARRERA
Page 3: puente viga  losa simplemente apoyado

CARGA TIPO Ɏ RESIST.LOSA DC1 -0.12 -0.18 -0.12 1.25BARRERA DC2 0.04 0.07 0.07 0.9ASFALTO DW -0.03 -0.05 -0.03 1.5C. VIVA LL+IM -2.55 -1.76 -1.87 1.75

Para el Diseño por Estado Límite de Resistencia I, con n= nDnRnI=1:

En el eje B: Mu = -3.31 T-mEn cara de viga izquierda: Mu = -4.62 T-mEn cara de viga derecha: Mu = -3.40 T-m

El acero negativo será diseñado con este último valor de momento que es el mayor de las dos caras de viga.Mu = -3.40 T-m

C.2) Momento Positivo de Diseño

1. Carga Muerta (DC):

0.08 T-mIgualmente para las barreras:

-0.18 T-m

-0.162 T-m2. Carga por superficie de rodadura (DW):

0.03 T-m

3. Carga Viva y efecto de Carga Dinámica (LL+IM):

E(+) = 1.815 m 3.270 T-m DE LINEA DE INFLUENCIA

2.396 T-m/m EN ANCHO DE FRANJA

RESUMEN DE MOMENTOS POSITIVOS POR CARGAS A 0.4LCARGA TIPO Ɏ RESIST.

LOSA DC1 0.080 1.25BARRERA DC2 -0.180 0.9ASFALTO DW 0.030 1.5C. VIVA LL+IM 2.396 1.75

4.176347 T-m

M(-) izq T-m M(-) eje T-m M(-) der T-m

MDC1 =

MDC2 =

MDC2 =

MDW =

M(+)LL+IM=

M(+)LL+IM=

M(+) T-m

Mu =

Page 4: puente viga  losa simplemente apoyado

D) Cálculo del AceroD.1) Acero Negativo (perpendicular al tráfico)

3.40 T-m ITERACION 1/2 Pulg. a As

r = 5 cm 2.873 6.9511.227 6.5351.153 6.518

z = 5.635 cm 1.150 6.51714.37 cm 1.150 6.517

1.150 6.517A (-) = 6.52 cm2 1.150 6.517a = 1.15 cm 1.150 6.517

la separación será: s =

1.29=

0.20 m6.52

USAR 1 Φ 1/2 @ 0.2 m

As máximo

Como: 1.353

0.094191 ≤ 0.42 OK

As mínimo

33.63373 Kg/cm2 6666.667 cm3

2.691 T-m

4.518 T-m

2.691 T-m3.40 > 2.691 OK

D.2) Acero Positivo (perpendicular al tráfico)4.18 T-m ITERACION

1/2 Pulg. a As r = 2.5 cm 3.37 7.28

1.28 6.811.20 6.79

z = 3.135 cm 1.20 6.7916.87 cm 1.20 6.79

Mu = As Φ =

de =

Mu = As Φ =

de =

Page 5: puente viga  losa simplemente apoyado

1.20 6.79A (+) = 6.79 cm2 1.20 6.79a = 1.20 cm 1.20 6.79

la separación será: s =

1.29=

0.19 m6.79

USAR 1 Φ 1/2 @ 0.19 m

As máximo

Como: 1.410

0.084 ≤ 0.42 OKAs mínimo

33.634 Kg/cm2 6666.667 cm3

2.691 T-m

5.555 T-m

2.691 T-m4.18 > 2.691 OK

D.3) As de temperatura

3.60 cm2

3.60 = 1.8 cm2/capa2.00

3/8 0.71 = 0.3961.80

0.6 m 0.45 m

USAR 1 Φ 3/8 @ 0.396 m

D.4) As de distribución

1.800 m

90.50967 > 67 tomamos: 67 %4.551012 cm2

Page 6: puente viga  losa simplemente apoyado

1/2 1.29 = 0.2834.55

USAR 1 Φ 1/2 @ 0.28 m

E) Revisión de fisuración por distribución de armadura (Art. 5.7.3.4)E.1) Acero negativoEsfuerzo máximo del acero:

1 1/2 @ 0.20

m0.

2 r = 5 cmdc = 5.64 cmb = 20 cm

1.00

0.20 m222.5 cm2

30000 N/mm = 30591 Kg/cm

Luego:2837.758 Kg/cm2

2520 Kg/cm2Por lo tanto:

2520 Kg/cm2

Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Ms = 1.946 T-m/mLuego:Ms = 1.946 x 0.20 = 0.384192 T-m

200000 MPa = 2039400 Kg/cm2

= 256754.23 Kg/cm2

8 Ast = 10.319 cm2

5.64 cm

14.37 cm

Page 7: puente viga  losa simplemente apoyado

20 cm

9.9 Y^2 + 10.3 Y + -148.2 = 0.0

Y = 3.39 cm

c = 10.98 cm

I = 1499.2748 cm4Luego: Se debe cumplir:

2250.44 Kg/cm22250.44 < 2520 OK

E.2) Acero positivo:Esfuerzo máximo del acero:

1 1/2 @ 0.19

m

r = 2.5 cm

0.2

dc = 3.14 cmb = 19 cm

1.00

0.19 m118.8 cm2

30000 N/mm = 30591 Kg/cm

Luego:4253.218 Kg/cm2

2520 Kg/cm2Por lo tanto:

2520 Kg/cm2

Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Ms = 2.326 T-m/mLuego:Ms = 2.326 x 0.19 = 0.44068 T-m

Page 8: puente viga  losa simplemente apoyado

200000 MPa = 2039400 Kg/cm2

= 256754.23 Kg/cm2

8 19 cm

16.87 cm

3.14 cm

Ast = 10.319 cm2

9.5 Y^2 + 10.3 Y + -174.0 = 0.0

Y = 3.78 cm

c = 13.09 cm

I = 2107.7658 cm4Luego: Se debe cumplir:

2189.253 Kg/cm22189.253 < 2520 OK

Page 9: puente viga  losa simplemente apoyado

2.- DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL INTERIOR

A) Pre-dimensionamiento

DATOS

a 0.230 m t 0.200 mr 0.150 m S' 2.100 mq 0.150 m b1 0.300 mb2 0.250 m e" 2.000 pulg

h = 0.85 m

B) Momentos de flexión por cargas (viga interior)Considerando vigas diafragmas en apoyos y en el centro de luz, tenemos:

Carga muerta (DC):

Cargas distribuidas0.200 x 2.100 x 2400 = 1008 Kg/m0.650 x 0.300 x 2400 = 468 Kg/m0.0345 x 2400 = 82.8 Kg/m

1558.8 Kg/m28.0584 T-m

Cargas puntualesColocando tres diafragmas a lo largo de toda la viga, dos en apoyos y uno enel centro de luz, se tiene:

540.000 Kg 1.62 T-m

29.6784 T-m

Carga por superficie de rodadura (DW):0.05 x 2.100 x 2250 = 236.25 Kg/m

4.2525 T-m

Carga viva y efecto de carga dinámica (LL+IM):

Caso de un carril cargado:

1.0

686562.5 cm41950 cm242.5 cm

4208750 cm4

0.920849

MDC1 =

MDC2 =

MDC =

MDW =

Page 10: puente viga  losa simplemente apoyado

g = 0.470

Caso de dos carriles cargados:

g = 0.610413 CRITICO = 0.610

99.326 T-m DE LINEA DE INFLUENCIA

Considerando el factor de distribucion:60.630 T-m

C) Resumen de momentos flectores y criterios LRFD aplicables (Tabla 3.4.1-1)

CARGA M(+)T-mɎ

RESISTENCIA 1 SERVICIO 1 FATIGA

DC 29.6784 1.25 1 0DW 4.2525 1.5 1 0

LL+IM 60.630 1.75 1 0.75D) Cálculo del Acero Principal (Diseño como viga T, ver APÉNDICE III-A)

149.5787 T-m

= 3.000 m= 2.700 m 2.100 m= 2.100 m

0.200 m

= 0.85 17 cmUtilizando

149.5787 T-m1 pulg

Φ estribo= 1/2 pulgrecubr. = 2 pulgZ = 12.910 cm

z = centroide d = 72.09 cm

ITERACIONa As

As = 62.22845 cm2 14.418 60.9905.125 56.914

0.004111 4.783 56.7754.771 56.770

6.17 < 20 cm 4.771 56.7704.771 56.770

Se diseñará como viga rectangular 4.771 56.7704.771 56.770

As máximo

M(+)LL+IM=

M(+)LL+IM=

As Φ =

Page 11: puente viga  losa simplemente apoyado

Como: 5.612

0.077853 ≤ 0.42 OK

As mínimo

33.63373 Kg/cm2 252875 cm3

102.062 T-m

198.940 T-m

102.062 T-m149.58 > 102.062 OK

Armadura de contracción y temperatura en caras laterales

3.51 cm2 # Caras 2

1.755 cm2 APROXIMADO : 2 cm2

Usaremos por cara: 1 Φ 5/8

equivale 1.979326 cm2 APROXIMADO : 2 cm2 OK

con la consideración: 60 cm45 cm

S = 30 OK

Page 12: puente viga  losa simplemente apoyado
Page 13: puente viga  losa simplemente apoyado
Page 14: puente viga  losa simplemente apoyado

3.- DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL EXTERIOR

A) Momentos de flexión por cargas

Carga muerta (DC):

DATOS

a 0.230 m t 0.200 m h 0.850 mr 0.150 m S' 2.100 m AREA 0.203 m2q 0.150 m b1 0.300 m b3 0.375 mb2 0.250 m e" 2.000 pulg 0.4 S' 0.840 m

L 12.000 mCargas distribuidas

0.200 x 1.890 x 2400 = 907.2 Kg/m0.650 x 0.300 x 2400 = 468 Kg/m

0.0345 x 2400 = 82.8 Kg/m0.203 x 2400 = 486.9 Kg/m

1944.9 Kg/m

35.0082 T-m

Cargas puntualesConsiderando vigas diafragmas en apoyos y en el centro de luz, tenemos:

0.500 x 0.9 x 0.250 x 2400 = 270 Kg

0.81 T-m

35.8182 T-m

Carga por superficie de rodadura (DW):

0.05 x 1.515 x 2250 = 170.4375 Kg/m

3.067875 T-m

Carga viva (LL):

98.83 T-m

MDC1 =

MDC2 =

MDC =

MDW =

MLL+IM =

Page 15: puente viga  losa simplemente apoyado

El % de momento g que se distribuye a una viga exterior es:a) Tabla 4.6.2.2.2d-1: Ley de Momentos (regla de la palanca), caso un carril dediseño cargado

X = 0.15 m

0.500 P

Luego 0.500 , factor a ser usado en el diseño por Fatiga al no estarafectado por el factor de presencia múltiple.Para los estados límites de Resistencia y Servicio, incluimos el factorde presencia múltiple 1.20 0.600

b) Tabla 4.6.2.2.2d-1: Caso dos o más carriles de diseño cargados0.45 m

0.930714

0.610413

0.568d) De los casos a), b), y c), seleccionamos para el estado limite de resistencia el factor de distribución de momento, 0.600

Entonces: 59.298 T-m

B) Momento de Diseño, Estado Límite de Resistencia I

CARGA M(+)T-mɎ

RESISTENCIA 1 SERVICIO 1 FATIGA

DC 35.8182 1.25 1 0DW 3.067875 1.5 1 0

LL+IM 59.298 1.75 1 0.75

153.1461 T-m 0.200 m

= 0.85 17 cmUtilizando

153.1461 T-m1 pulg

Φ estribo= 1/2 pulgrecubr. = 2 pulgZ = 12.910 cm

z = centroide d = 72.09 cmITERACIONa As

14.418 62.4455.247 58.323

As = 63.71258 cm2 4.901 58.1784.889 58.173

MLL+IM =

Mu =

As Φ =

Page 16: puente viga  losa simplemente apoyado

0.000295 4.888 58.1734.888 58.173

0.44 < 20 cm 4.888 58.1734.888 58.173

Se diseñará como viga rectangularAs máximo

Como: 5.751

0.079777 ≤ 0.42 OK

As mínimo

33.633733 Kg/cm2 36125 cm3

14.580 T-m

203.684 T-m

14.580 T-m153.15 > 14.580 OK