CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA PUENTE VEHICULAR CHAYANTA 1. DATOS DEL ESTUDIO DE SUELOS
Ø
s = w = q ad m =
=
H = f'c = fy =
30 º 1800 [kg/m3] 1000 [kg/m3] 2,50 [kg/cm2] 0,30
Angulo de rozamiento interno Peso específico del suelo seco Peso específico del agua Resistencia del suelo Coeficiente de fricción suelo concreto
2400,00 [kg/m3] 2
Peso Específico del Ho Ao
210,00 [kg/cm ] 4200,00 [kg/cm2]
Resistencia de compresión del Ho a los 28 días Fluencia específica del acero de refuerzo
2. PREDIMENSIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENTO
Profundidad de fundación hv =
1,75 [m]
Altura de viga + losa + apoyo
ha =
1,65 [m]
Altura de aire
hf =
1,80 [m]
Cota mínima de fundación
H = hv + ha + hf =
2,00
5,20 [m]
Altura de total del estribo
1,75
0,50
1,65
2,00
1,20
0,60
a= b= c= d= e= f= g= h= i= j = k= l= m= n= o= p= t= B= H=
0,60 borde libre
1,20 0,30 0,50 0,90 2,00 0,50 2,00 0,60 1,75 1,65 1,20 0,60 1,50 0,50 0,20 0,90 0,50 3,10 5,20 1,15
[m [m] [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m] [m [m]
Peso del H P Hº = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 =
8772 [kg/m]
P S = PS1 + PS2 + PS3 =
12789 [kg/m]
Peso del suelo
RESUMEN DE CARGAS CARGAS VERTICALES CARGA MUERTA = CARGA VIVA = FUERZA DE FRENADO VERT = VIENTO EN LA ESTRUCTUR = VIENTO EN LA CARGA VIVA =
196755,74 Kg/m 53671,64 Kg/m 346,28 Kg/m 45,20 Kg/m 72,00 Kg/m
CARGAS HORIZONTALES FUERZA DE FRENADO = VIENTO LONGITUDINAL HOR= VIENTO EN LA CARGA VIVA
=
2308,50 Kg/m 5310,30 Kg/m 24,00 Kg/m
EMPUJE SIN SOBRECARGA EN LA ETAPA CONSTRUCTIVA (RANKINE) Peso Total P T =
= PT / A =
21561 [kg/m]
0,17 [kg/cm2]
A
A =
0 0 . 1
m+n+o+p
qu
<
0,17
<
…………………………OK
2,50
3. CARGAS SOBRE ESTRIBOS
r
Presión de Tierras
P=
1000 [kg/m2]
r= s=
1,00 [m] 0,15 [m]
12,40 [m2]
EMPUJE SIN SOBRECARGA EN LA ETAPA CONSTRUCTIVA (RANKINE) Ecuación de Rankine
ka
tan
2
kP
tan
2
45 2
=
0,333
Coeficiente activo del suelo
45 2
=
3,000
Coeficiente pasivo del suelo
Empuje de suelos Ea EP
1 2
1 2
2 S * H * K a
2 S * D * K P
8112,00 [kg/m]
Ya =
1,73
m
3888,00 [kg/m]
Yp =
0,40
m
Presión de agua P aw = w * ( l + k + t ) =
0 [kg/m2]
Presión Activa
P pw = w * ( l + k ) =
0 [kg/m2]
Presión Pasiva
Empuje del agua E aw = 1/2 Paw * ( l + k + t ) =
0 [kg/m]
E pw = 1/2 Ppw * ( l + k ) =
0 [kg/m]
4. RESUMEN DE CARGAS
QL bQ
QD
Ea Eaw b AW = hW / 3
3 / T
h =
Ep
Epw
A
b
bFH = hf / 3
B
Resultantes:
F ACTIVA = Ea + Eaw =
8112 [kg/m]
F PASIVA = EP + Epw=
3888 [kg/m]
Momentos
O B I R T S E º H
O L E U S
X
P1
1440
1,75
2520
2
P2
180
1,70
306
3
P3
3420
1,350
4617
4
P4
684
1,03
706,8
5
P5
4464
1,55
6919,2
1
PS1
135
1,80
243
2
PS2
5400
2,50
13500
3
PS3
5400
2,35
12690
21123
M=
41502,0
y EP
M
R
*
yP
MV N
e
B 2
Mom. [kg m]
1
N= *
Brazo [m]
Codigo
= M V Ea
Mag. [kg]
Nº
Mv =
X
12505,6
Mr
[kg m]
X=
1,37
m
e=
0,18
m
< <
2,50 2,50
5. VERIFICACION DE TENSIONES EN EL SUELO
1 2
σ1= σ2=
6* e 1 B *1,00 B N
0,92 0,45
[kg/cm2] [kg/cm2]
OK OK
Factor de seguridad al deslizamiento FS DESL
N
FS VOLC
MR MV
*
f
E
3,00
>
1,50 .……..OK
3,32
>
2,00 ……..OK
Factor de seguridad al vuelco
VERIFICACION DE TENSIONES EN ESTADO DE SERVICIO GRUPO I
D+L+E
100%
N = 50074,1427 E = 9845,33333 Y= 1,89 Mv = 18567,4667 ΔM = 63573,776 X= 1,27 e = 0,28
[kg/m] [kg/m] m kg*m/m kg*m m m
ANCHO TOTAL =
8,65
< <
2,50 2,50
TENSIONES EN EL SUELO
1 2
6* e 1 B * 1,00 B N
σ1= σ2=
2,49 0,74
[kg/m2] [kg/m2]
VERIFICION AL VOLCAMIENTO
FSVOLC
MR MV
>
4,74
2
OK
VERIFICACION AL DESLIZAMIENTO
FSDESL
N * f E
GRUPO II
5,04
>
D + E + WLH N = 43874,5543 ΔM = 52097,0442 X= 1,19 e = 0,61
125% [kg/m] [kg*m/m] m m
TENSIONES EN EL SUELO
1 2
6* e 1 B * 1,00 B N
1,5
OK
OK OK
,
qadm X1.25 σ1= σ2=
3,09 -0,263
< <
[kg/cm2] [kg/cm2]
3,13 3,13
OK OK
VERIFICACION AL VOLCAMIENTO
FSVOLC
MR MV
4,24
>
2
OK
>
1,5
OK
VERIFICACION AL DESLIZAMIENTO
FSDESL
N * f E
4,01
D + L + E + 0,3WL +WLL +FL
GRUPO III N = 50124,0659 ΔM = 60862,3741 X= 1,21 e = 0,34
125%
[kg/m] [kg*m/m] m m
TENSIONES EN EL SUELO
1 2
6* e 1 B * 1,00 B N
σ1= σ2=
2,67 0,57
< <
[kg/cm2] [kg/cm2]
3,13 3,13
VERIFICACION AL VOLCAMIENTO
FSVOLC
MR MV
4,07
>
2,00
OK
>
1,50
OK
VERIFICACION AL DESLIZAMIENTO
FSDESL
N * f E
4,69
OK OK
DISEÑO ESTRUCTURAL PANTALLA SUPERIOR
SECCION A-A
MA A 1 .3 *E* Y
E= ho = Y= M A-A =
ρnec
1502,08 0,56 0,70 1768,34 Kp*m/m
=
7,96445E-05
Asmin =
6,25
<
ρmin
USAR
cm2/m
Ø12C/17
Armadur a por Temperatura
(AA SHTO 5.5) 1/8 pulg2/ft =
As =
2,65 cm2
USAR Ø10C/30 CUERPO DEL ESTRIBO SECCION B - B
(UNION ENTRE EL CUERPO Y LA ZAPATA)
MOMENTO POR PESO PROPIO DEL ESTRIBO (en el Eje) SECCION
CARGA
1
b*e*gHº
Pi kp/m 1440
BRAZO
2
1/2*b*f*gHº
180
0,1
18
3
c*(j+k)*gHº
3420
0,55
1881
4
1/2*g*b*gHº
1200
0,1
120 -1995
m 0,15
OMENTO Kp*m/m 216
MOMENTO POR CARGA MUERTA DE SUPERESTRUCTURA MOMNETO POR CARGA MUERTA
MD =
10235,84795 Kp*m/m
MOMNETO POR CARGA VIVA
Mcv =
5676,80813 Kp*m/m
MOMENTO POR EMPUJE DE TIERRA
Me =
16928 Kp*m/m
MOMENTO POR VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA
Mws =
4,45 Kp*m/m
MOMNETO POR VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA
MwS =
4,421 Kp*m/m
MOMENTO POR FUERZA DE FRENADO
MLF =
258,777 Kp*m/m
GRUPO I MU = 1,3*(MD + 1,67*ML + 1,3*ME) MU = 3133,36721 Kp*m/m
rec
ρmin =
0,0025
GRUPO II MU = 1,3*(MD + 1,3*ML + MWS) MU = -23050,623 Kp*m/m GRUPO II MU = 1,3*(MD + ML + 1,3*ME + 0,3MWS + MWL + MLF) MU = 8109,75989 Kp*m/m la cuantia minima necesaria es
ρnec
0,0025 = As = ρ*b*d =
16,63
cm2/m
USAR
Ø16C/12
la armadura horizontal se colocara el 25 % de la armadura pincipal Ash =
4,16
cm2/m
USAR
la armadura por retraccion y temperatura Ast =
2,7
cm2/m
Ø10C/15
AASHTO (5.10.2) USAR
Ø10C/25
DISEÑO DE LA ZAPATA CALCULO DE TENSIONES EN EL SUELO EN ESTADO LIMITE ULTIMO
GRUPO I NU = 1,3*(ND + 1,67*NL ) NU = 27459,9 U DM = 1,3*(MD + 1,6*ML - ME)
9,9
DMU = 83307,0553 Kp*m/m UBICACIÓN D E LA RESULTANTE
X=
3,03
EXCENTRICIDAD
e=
-1,48
σ1= σ2=
-1,66 3,43
B/2= [kg/cm2] [kg/cm2]
GRUPO II NU = 1,3*(ND + NWS ) NU = 27459,9 DMU = 1,3*(MD - 1,3*ME - MWS + MWSLV )
DMU = 35445,7627 Kp*m/m UBICACIÓN D E LA RESULTANTE
σ1= σ2=
X=
1,29
e=
0,259 1,33 0,44
[kg/cm2] [kg/cm2]
1,55
m
GRUPO III NU = 1,3*(ND + NL + 0,3*NWLHS + NWL + NLF) NU = 27460,0954 DMU = 1,3*(MD + ML - 1,3ME + 0,3*(MWSLH + MWLYS )
DMU = 35384,6129 Kp*m/m UBICACIÓN D E LA RESULTANTE
X=
1,29
e=
0,261
σ1= σ2=
1,33 0,44
[kg/cm2] [kg/cm2]
POR CONSIGUIENTE SE DISEÑARA CON EL GRUPO I
q1
q2 D
3
Extremo
C Extremo
Izquierda
Derecha
P2 P1 1
y
q1'
2
q2'
x
1
2
DISEÑO D ELA PUNTERA CARGA
SECCION
p*k*γs p*h*γHº
Q1 2
BRAZO m 0,45 0,45 Σ
MOMENTO kp*m/m
874,8 583,2 583,2
[Kp*m/m]
5795385,54 Kp*m/m
MU --CC =
ρnec ρnec
Pi Kp/m 1944 1296
= =
0,00119289
ρmin
Asmin =
18,33 cm2
=
0,003333333
b = 100
d =55
Ø20C/20
USAR
LA ARMADURA DE DSITRUBUCION SE CALCULARA CON LA CUANTIA
ρ
0,0018
=
Asdist. =
10,80 cm2
USAR
Ø16C/20
DISEÑO DEL TAL ON CALCULO DE MOMENTOS EN LA SECCION D - D CARGA
SECCION
Pi Kp/m 7200 2160
3 4
MU --DD =
ρnec
=
ρnec
=
BRAZO m 0,75 0,75 Σ
MOMENTO
b=
100
kp*m/m
5400 1620 7020
-9125,789838 Kp*m/m
ρmin
0,0001334 As min =
18,33 cm2
=
0,00333
USAR
Ø20C/20
LA ARMADURA DE DSITRUBUCION SE CALCULARA CON LA CUANTIA
ρ
=
Asdist. =
kg*m/m
0,0018 10,8
cm2
USAR
Ø16C/20
d = 55
