Trabajo Puentes

TRABAJO ESCALONADO DE PUENTES

29/01/2013

ALUMNO:RAMIREZ MUNARRIZ VICTOR ARMANDO

P

PUENTES Y OBRAS DE ARTE

DISEÑO DE UN PUENTE VIGA SECCION COMPUESTA

[TRABAJO ESCALONADO DE PUENTES] 5 de enero de 2013

ÍNDICE

Datos del proyecto

Diseño de losa

Diseño de vereda

Diseño de viga interior

Diseño de viga exterior

Planos

1


TRABAJO ESCALONADO DE PUENTES N°1

Diseñar un Puente Viga Tee de concreto armado y veredas de 2.00 m de

ancho, cuyas características se muestran a continuación.

Datos:

σt= 2.65 kg/cm2

N° vías = 6

S/C = HS25

L = 2 tramos de 23

Cargas de diseño:

- Sobrecarga vehicular de acuerdo a la Tabla

- Peso propio de elementos de concreto armado 2.4 Tn/m

- Peso propio de barandas de acero 70 – 100 kg/m

- Peso propio de barandas de concreto armado 2.4Tn/m3

Materiales:

- Del concreto: ( f´c= 210 kg/cm2 para losa y f´c= 280 kg/cm2 para viga)

- Del acero: fy = 4200 kg/cm2

- En perfiles acero A36 fy= 2530 kg/cm2

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3

DISEÑO DE LOSA


DISEÑO DE LOSA

- Se utilizara una armadura principal perpendicular a la dirección del

tráfico.

1. PREDIMENSIONAMIENTO

2. 𝐶ALCULO DE S ’ y S´´

- Para losas apoyadas sobre vigas metálicas se debe determinar.

3. CALCULO DE MOEMENTO POR PESO PROPIO

4


Pp (losa):1.00 * 0.20 *2.4 = 0.48 Tn/m

Asfalto: 1.00 * 0.05 * 2.0 = 0.1 Tn/m

Wpp = 0.58 Tn/m

5


4. CALCULO DE MOMENTO POR SOBRECARGA

Para las armaduras perpendiculares al sentido del tráfico se tiene la formula

5. CALCULO DEL MOMENTO POR IMPACTO

0.38

0.487 Tn-m

6. CALCULO DE MOMENTO DE DISEÑO FACTORADO

6


Mu = 1.3 * (Mpp + 1.67 (Ms/c + MI))

Mu = 1.3 * (0.256 + 1.67 (1.616 + 0.484))

Mu = 4.90 Tn-m

7. CALCULO DE LA ARMADURA PRINCIPAL

Identificando el tipo de falla

Usando φ 5/8

d = h – r – φ/2

d = 20-3- 1.59/2

d = 16.205 m

M max = 0.167 f¨c* b * d2

M max = 0.167 * 210 *100 * (16.205)2

Mmax = 9.21 Tn-m

Mmax> Mu

La falla es a tracción se diseña como simplemente armada

= = 60.90

a = d – (d2 – w)0.5 = 16.205 – (16.2052 – 60.9)0.5 =2.0 cm}

= 8.53 cm2

7


- Hallando el acero de repartición

Asr = = 0.67* 8.53 = 5.72 cm2

S =1.29 /5.72 * 100 = 22.55 cm

Usar φ 1/2 @ 0.20 m

- Hallando el acero de temperatura

Ast = 0.018 * b * d

Ast = 0.018 * 100 * 16.205

Ast= 2.92 m2

- Finalmente opto por colocar la siguiente armadura perpendicular al

tráfico

As = Asp + Asr

As = 8.53 + 2.92 = 11.45 cm2

S =1.98 / 11.45 * 100 = 17.29 cm

Usar φ 5/8 @ 0.15 m

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9


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DISEÑO DE VEREDA


DISEÑO DE VEREDA

Las dimensiones de la vereda ya están dadas

1. CALCULO DEL MOMENTO POR PESO PROPIO

SECCION DIMENSION CARGA(tn) BRAZO MOMENTOBaranda 1.00 * 0.1 0.100 1.60 0.160Sección 1 0.15 *1.70*2.4 0.612 0.85 0.52Sección 2 0.5*(0.1*1.7*2.

4)0.204 0.567 0.116

0.796

Obtenemos Mpp = 0.796 Tn-m

2. CALCULO DEL MOMENTO POR SOBRECARGA

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3. CALCULO DEL MOMENTO POR IMPACTO

0.058 Tn-m

4. CALCULO DE MOMENTO DE DISEÑO FACTORADO

Mu = 1.3 * (Mpp + 1.67 (Ms/c + MI))

Mu = 1.3 * (0.796 + 1.67 (0.578 + 0.058))

Mu = 2.42 Tn-m

5. CALCULO DE LA ARMADURA PRINCIPAL

Identificando el tipo de falla

Usando φ 1/2

d = h – r – φ/2

d = 25 -3- 1.27/2

d = 21.37cm

M max = 0.167 f¨c* b * d2

M max = 0.167 * 210 *100 * (21.37)2

Mmax = 16.015 Tn-m

Mmax> Mu

La falla es a tracción se diseña como simplemente armada

= = 30.08

a = d – (d2 – w)0.5 = 21.37 – (21.372 – 30.08)0.5 =0.716 cm

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= 3.05 cm2

As min = 14/fy * b * d = 14/4200 * 100 * 21.37

As min = 7.12 cm2

As > As min

S =1.29 / 7.12 * 100 = 18.12 cm

Usarφ 1/2 @ 0.15 m

Hallando el hacer de temperatura

Ast = 0.018 * b * d

Ast = 0.018 * 100 * 21.37

Ast= 3.85 cm2

S =0.71 /3.85 * 100 = 18.44 cm

Usarφ 3/8 @ 0.15 cm

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DISEÑO DE LA VIGA INTERIOR


DISEÑO DE VIGA INTERIOR

1. ESPACIAMIENTO

- Factor de concentración de cargas

Cc = 1.20 S= 1.20 * 1.676 = 2.01m

Cc = 1.40 S= 1.20 * 1.676 = 2.35m

Cc = 1.60 S= 1.20 * 1.676 = 2.68m

- Empleo un espaciamiento promedio S=2.40m

2. CALCULO DE LA LOSA

Empleo un espesor de 20 cm calculado previamente.

- 2 tramos de 23 m

- 6 vías

- Ancho de calzada 3.60m y 2.00 m de vereda

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3. ELECCIÓN DEL PERFIL

Donde:

- L = 23 m

- Fy= 2530 kg/cm2

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4. VERIFICANDO EL PERFIL ASUMIDO

- Pandeo del alma:

Tenemos tw= 0.98 <1.25 cm ok!

- Pandeo del ala:

tf= 2.58 cm

Tenemos tf= 2.58<3.80 cm ok!

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5. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL PERFIL

DESCRIPCCION

ANCHO

(cm)

ALTO(cm)

AREA(cm2)

Y AY AY2 I

A 59.80 3.80 227.24 1.90 431.76 820.34 273.45

B 1.25 152.00 190.00 79.80 15,162.00 1´209,297.46 365.813.33

C 59.80 3.80 227.24 157.70 35,835.75 5´651,297.46 273.45

644.48 51.429.51 6´862,045.40 366,360.23

- Momento de inercia total

-

-

-

- Módulos resistentes

20


21


6. CARACTERISTICAS DE LA SECCION TRANSFORMADA

DESCRIPCCIO

N

SECCIO

N

AREA Y AY AY2 I

Perfil A 644.48 99.80 64,319.1

0

6

´419,046.58

Losa B 480.00 10.00 4,800.00 48,000.00 16.000.00

1,124.4

8

69,119.1

0

6

´467,046.58

3

´140,331.21

- Cálculo de la sección transformada

22


- Sección del concreto equivalente

- Inercia de la losa

Luego:

23


- Momento de inercia total

-

- Módulos resistentes

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7. MOMENTO POR SOBRE CARGA (HS25)

5 * 8.40 + 20 * 4.20 = R * X

X = 2.80 m

Luego:

2a + X = 4.20

a= 0.70 m

25


26


Luego:

Ms/c = 5A + 20D + 20B

Ms/c = 5*3.50 + 20*5.73 + 20*3.76

Ms/c =207.30 tn-m

- Momento por impacto:

M I = I * Ms/c

M I = 0.25 * 207.30 = 51.84 tn

- Coeficiente de contracción de cargas:

Cc= S/1.676 = 2.40/1.676 = 1.43

- Momento de sobrecarga debido al tren de cargas:

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28


- Momento por peso propio:

Perfil: tabla = 505.90 kg/m

Losa: 2.40*0.20*2400 =1.152.00 kg/m

Wpp =1,657.90 kg/m

- Momento por asfalto:

Wasf = 0.05*2.40*2= 0.24 TN-m

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8. CALCULO DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES

1°ETAPA Cuando la losa no ha fraguado

OK¡

2°ETAPA Cuando la losa ha fraguado (sección compuesta)

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Esfuerzos

ESQUEMA DE ESFUERZOS

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PLANOS

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