Diseño de Dispositivos de Apoyo Elastómero

DISEÑO DISPOSITIVO DE ELASTÓMERO REFORZADO PD=

70000 kg kg

carga muerta

PL=

22000 t

carga viva

Lv=

3000 cm

bv=

45 cm cm

θ= T=

0.01 rad 20 ºC

Δpost=

1 cm

Δcont=

0.2 cm

α= G=

1.08E-05 /ºC 12 kg/cm2

Fy=

2531 2531 kg/c kg/cm2 m2

longitud de viga ancho de viga rotación máxima del extremo de viga en carga de servicio variación máxima por temperatura acortamiento por postensado contracción del concreto Deformación por temperatura del concreto modulo de corte del elastómero (Art. 14.7.6.2) resi resist sten enci cia a de de flu fluen enci cia a del del acer acero o de de re refuer fuerzo zo

a) Área del Elastómero PT=

92000 kg

σs ≤ 1.66GS ≤ 112kg/cm Asumo:

(Art. 14.7.5.3.2-1)

σs=

Areq=PT/σs= W= L= adopto:

2

carga total en servicio en apoyos de expansión

112 kg/cm2

esfuerzo en el elastómero

821. 821.43 43 cm2 cm2 45.00 cm 18.25 cm L=

ancho del apoyo en la dirección transversal Longitud del apoyo a lo largo de la longitud de viga 20 cm

b) Factor de Forma S Mínimo Carga Total σs=

102.22 kg/cm2

ST≥

σs/(1.66G)=

Carga Viva σL ≤ 0.66GS

(Art. 14.7.5.3.2-2)

σL=PL/A=

SL≥

esfuerzo total en el elas lastómero 5.13 (1) factor de forma por carga total

24.44 kg/cm2 σL/(0.66G)=

esfuerzo carg arga vi viva en el el elast astómero 3.09 (2) factor de forma por carga viva

De (1) y (2) el factor de forma mínimo adoptado es: S= 5.13 factor de forma mínimo del elastómero

c) Grosor de una capa interior del elastómero (h ri) Si ≤ LW/*2hri.(L+W)]

(Art. 14.7.5.1-1)

Carga Total hri≤

1.35 cm

(1) Grosor de capa interior por carga total

2.24 cm

(2) Grosor de capa interior por carga viva

Carga Viva hri≤

De (1) y (2) el Grosor de capa interior adoptado es: hri= 1.2 cm Grosor de capa interior del elastómero Con este grosor de capa interior, el factor de forma es: S= 5.77 ≥ 5.13 OK!

factor de forma del elastómero

d) Número de capas interiores de elastómero (n) Compresión y rotación combinados: 2 σS ≤ GS(θS/n)(B/hri) (Art. 14.7.5.3.5-1) n≥

1.88 capas 2

(1) Numero de capas interiores

σS ≤ 1.875GS*1-0.20(θS/n)(B/hri) ]

(Art. 14.7.5.3.5-2)

n≥

(2) Numero de capas interiores

2.61 capas

De (1) y (2) adoptamos: n=

3 capas

Numero de capas interiores del elastómero

e) Grosor total del Elastómero Grosor de una capa exterior del elastómero (h re) hre < 70%hri

(Art. 14.7.5.1)

hre<

0.84 cm

Grosor del capa exterior, superior e inferior adoptado es: hre= 0.60 cm Grosor de capa exterior del elastómero El grosor total del elastómero es hrt= 4.80 cm

Grosor total del elastómero

Acortamiento de viga Δtemp =

0.65 cm

deformación por temperatura

Δpost=

1.00 cm

deformación por postensado

Δcont=

0.20 cm

deformación por contracción de fragua del concreto

Acortamiento total de viga: ϒ= 1.2 (Tabla 3.4.1-1) ΔT= ϒ.(Δtemp+Δpost+Δcont) ΔT=

2.22 cm

Verificación: hrt ≥ 2.ΔT (Art. 14.7.5.3.4-1) hrt= 4.8 ≥ 2.ΔT= 4.4352

OK!

f) Capacidad Rotacional del Apoyo Deflexión instantánea por compresión σs=

S=

102.22 kg/cm2 5.77

Fig. C14.7.5.3.3-1 (Curva: esfuerzo-deformación)

De la Fig.: ԑi=

0.06 cm/cm

Como δ = Ʃԑi.hri δ=

deformación

(Art. 14.7.5.3.3-1) 0.298 cm

deflexión instantanea

Capacidad rotacional del apoyo

θmax=2δ/L=

0.0298 rad

h) Estabilidad del Elastómero A=1.92(hrt/L)/(raiz(1+2L/W)) A=

OK!

(Art. 14.7.5.3.6-2)

0.34

B=2.67/[(S+2)(1+L/W)] B=

≥ 0.01

(Art. 14.7.5.3.6-3) 0.31

El apoyo será estable si: 2A ≤ B (Art. 14.7.5.3.6-1) 2A= 0.67 ≤ 0.31 NO! Los apoyos rectangulares que no cumplen, deben cumplir: σS ≤ GS/(2A-B) (Art. 14.7.5.3.6-4) σs=

102.22 ≤ 187.11

OK!

g) Cálculo de placas de refuerzo en el elastómero En el estado límite de servicio: hs ≥ 3hmax.σS/Fy (Art. 14.7.5.3.7-1) hs≥

0.145 cm

(1) espesor placa de refuerzo

En el estado límite de fatiga: hs ≥ 2hmax.σL/ΔFTH (Art. 14.7.5.3.7-2)

ΔFTH =

1683.00 kg/cm2

hs≥

0.035 cm

(Tabla 6.6.1.2.5-3) (2) espesor placa de refuerzo

De (1) y (2) el espesor de placa de refuerzo adoptado es: hs= 0.20 cm espesor placa de refuerzo

h) Espesor total del apoyo Elastómero: Interior n= hri= Exterior n= hre=

3 numeros de capas del elastómero 1.20 cm

espesor del elastómero

2 numero de capas (sup e inferior) 0.60 cm

espesor del elastómero

Refuerzo: n= hs=

4 numero de capas del refuerzo 0.20 cm

Dispositivo de Apoyo: hT=

5.60 cm

espesor del refuerzo