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dados permanentes
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aplicacion del riego por gravedad, tipos de riego por gravedad, beneficios y desventajas del riego por gravedad.Descripción completa
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diseño de acueductos
diseño de estribo+ alasFull description
Descripción: diseño de acueductos
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Hoja de cálculo para diseño de estribos de puentesDescripción completa
Hoja de cálculo para diseño de estribos de puentesFull description
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calculo de estribo para un puente
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PUENTE VIGA LOSA DISEÑO DE ESTRIBO DERECHO (MURO EN GRAVEDAD 4 m.) a cu cu a o
H = B = hz = a on
Altura total del estribo Base del estribo Altura de zapata ,
e on ea o
(0.5H, 0.7H) (H/6, H/8)
H = B = HZ = ao =
4.00 m 2.40 m 0.58 m 0.50 m
4.00 m 2.50 m 0.60 m 0.50 m
hviga = Altura total de viga e = Espesor del alast mero hparapeto = Atura del parapeto bparapeto = Espesor del parapeto tinf. = 0.45 a 0.5 H)
al vi = elas = h pa = e.pa = =
1.00 m 0.100 m 1.10 m 0.20 m 1.90 m 1.79 m
1.00 m 0.100 m 1.10 m 0.20 m 1.00 m
viga+asfalto+losa
Angulo de fricci n fric tag
Nmin. = N = on e: N = L = H = S =
Long. de la cajuela a la linea central del apoyo
= =
0.75 m
257.80 m 0.26 0.52
+ . + . + . Longitud del tablero = 34000 mm 0.00 mm (puentes simplemente apoyados) Desviaci n del apoyo medido desde la l nea normal al tramo (en grados) 0.75
x2 e
long puente =
30.00
.
34 º
0.20 Angle
1.100
0.364
20
1.00 0.100
4.00
2.30
0.50 m 0.60
0.21
0.75 m
0.84
2.50
2
DEFINICION DE CARGAS Consideraciones iniciales eso eso espe especc co e re re eno eno eso eso espe especc co e con concr cre eo Concreto Acero Angulo de fricci n interno eacc n por carga permanen e su es ruc ura Reacci n por carga muerta superficie de rodadura Reacci n por carga viva vehicular Reacci n por sobrecarga peatonal Ancho del estribo
γr γc
f'c fy φ
DW LL PL A
= = = = = = = = = =
. 2.40 210 4200 29 86.41 5.12 34.74 19.00 14.20
m m kg/cm2 kg/cm2 º
t t t m
BR 1.80 R(DC,DW,LL,PL)
q
= = qadm qult
. 1.20 2.8 8.4 kg/cm2
EV
1
EQ
8
LSH EH 2
LSV
3
4
a σm x
σ mn
Peso propio proveniente de la superestructura (DC) DC = 6.09 t/m x = 1.43
m
Carga muerta proveniente de la superestructura (DW) DW = 0.36 t/m x = 1.43 m Carga viva proveniente de la superestructura (LL) LL = 2.45 t/m x = 1.43
m
Fuerza de de frenado frenado y aceleraci n (5%LL) (5%LL) BR = 0.12 t/m y =
m
5.80
o reca recarg rga a pea pea ona ona prov proven en en e e a supe supere res s ruc ruc ura ura PL = 1.34 t/m x = 1.43 m Fuerza sismica (EQ = 10%DC) EQ = 0.64 t/m
y
=
2.90
m
Presi Presi n estatic estatica a del suelo suelo Calculo del coeficiente para para el empuje activo - Teor a de Coulomb Sen (θ + φ) A = Sen θ Sen (θ - δ) 1 + Sen (φ + δ) Sen (φ - β)
2
Sen (θ - δ) Sen (θ + β)
Donde: φ = Angulo de fricci n interna del del relleno δ = Angulo de fricci n y adherencia adherencia para diferentes materiales materiales β = Angulo del talud talud de tierra con la horizontal horizontal planito = ngu ngu o e a cara cara supe superr or e a pare pare con con a ver ver ca K A =
= = = =
29.0 20.0 0.0 90.0
0.309
Empuje activo - Teor Teor a de Coulomb Coulomb E = 1/2 γr K A H = EH = 4.44 t
1/2
1.80
0.309 y
4.00 =
2
= 4.44 1.33 m
t/m
a cuo e coe coe c en e para a uerza rza e se o s smco Coeficiente de aceleraci n A = 0.30 Coeficiente de sitio S = 1.20 Calculo del coeficiente para el empuje de tierras con sismo - Mononobe Mononobe Okabe Kh = 0.15 Coeficiente sismico horizontal (A/2) Kv = 0.06 Coeficiente sismico vertical (0.00 a 0.05) Kv=1.4*k h Cos2 (φ - α - θ)
K AE = Cos θ Co Cos α Cos (δ + α + θ ) Donde:
1 +
Sen (φ + δ) Sen (φ - β - θ ) Cos (δ + α + θ) Cos (β - α )
2
º º º
Tabla
φ δ β θ α
= = = = =
ngu o e r cc n n erna e re eno Angulo de fricci n y adherencia adherencia para para diferentes diferentes materiales Angulo del del talud de tierra tierra con la horizontal horizontal arc tan Kh/(1-Kv) Angulo entre entre la pared pared interior del del muro y la vertical
K AE =
= = = = =
. 20.0 0.0 9.1 0.0
º º
Tabla 3.11 planitto
º º
0.430
Empuje de tierras con sismo - Mononobe Okabe E AE = 1/2 γr K AE H (1 - Kv) = E AE = 5.82 t/m ΔE AE= 1.38 t EHe = 1.38 t
1/2
1.80
LSH =
1.37
4.00
wL (a (ancho de tal n) = Sobrecarga viva en el terreno Peso propio del estribo (DC)
1.37
0.309
LSV =
Bloque 1 2 3 4
Ancho (m) 0.20 0.84 0.95 2.50
Alto (m) 1.10 2.30 2.30 0.60
0.430
4.00
=
2.40
y
Carga viva superficial (LS) wL = = 0.76 eq γr K A wL H =
omen os e os a argas or zon a es .m Notaci n Relleno Monobe Fuerz. Sis FREN. Estado EH EMP. din. EQ BR MI 5.93 3.31 1.87 0.71 SERVICIO 1 5.93 0.00 0.00 0.71 SERVICIO 2 5.93 0.00 0.00 0.92 SERVICIO 3 5.93 0.00 0.00 0.57 RESISTENCIA 1 8.89 0.00 0.00 1.24 RESISTENCIA 2 8.89 0.00 0.00 0.96 EV. EXTREMO 1 8.89 5.93 1.87 0.35
viva super LSH 3.38 3.38 4.39 2.70 5.91 4.56 1.69
ΣFh
6.26 6.80 5.89 9.84 9.11 12.66
ΣMH
10.01 11.24 9.20 16.04 14.41 18.73
5.93 3.31
EQ
20
DISEÑO DE MURO DE GRAVEDAD 1) ESPECIFICACIONES GENERALES : 175 kg/cm2 2.30 ton/m3
f'c Pesos especifico del Co:
CARACTERISTICAS DEL TERRENO 1.8 ton/m3 Peso especifico del relleno Angulo friccion interna f = 30 grados Angulo friccion base d = 30 grados Resistencia del suelo si: 4.5 kg/cm2 Coef, de friccion 0.36 B = Angulo del vástago 23.75 SC 1.5 ton/m2 CARACTERISTICAS GEODINAMICA Zonificacion sismica Z = Factor de aceleracion max =
3 0.4 g
estribo derecho angulo de fricci e=0.6 y b=4
Ubicacion en el La aceleracion
COMBINACIONES DE CARGA Y FACTORES DE CARGA Combinación de carga Resistencia I Servicio I Evento Extrem I
DONDE:
DC
EH
EV
LL
1.2500 1.0000 1.2500
1.5000 1.0000 1.5000
1.3500 1.0000 1.3500
1.7500 1.0000 0.5000
DC:
Peso propio de los componentes estructurales y accesorios no estructurales
EV: Presión vertical de peso propio del suelo de relleno EV: Presión vertical de peso propio del suelo de relleno
2) DETERMINACION DEL PESO PROPIO ESTRIBO Y RELLENO
peso especifico concreto = altura de relleno H = altura de la Pantalla Hp = altura de la cajuela Hc= base de la zapata B = base de la zapata punta Bp = base de la zapata talon Bt = ancho de zapata = ancho de pantalla (1) t = ancho de pantalla (2) t = peralte de zapata h = coeficiente sismico horizon peso especifico relleno = coef. Fricc. Concreto-terren angulo friccion interna f = angulo friccion interna f = angulo friccion interna
COORD. ESTRIBOS aplicacion (A) Ancho de Base Peralte zapata ancho pie
punta cajuela
X 0.00 2.00 2.00 1.80 0.70 0.10 0.10 0.00 0.00
Y 0.00 0.00 0.50 0.50 3.00 3.00 0.50 0.50 0.00
PROPIEDADES GEOMETRICAS Y MECANICAS AREA ESTR X Y F.conc M.conc M.Inercia Co AREA RELL X Y F.relleno M.relleno M.Inercia rell M.total (XX) F.total M.total (YY) XX YY
3) DETERMINACION DEL EMPUJE DE RELLENO SOBRE EL MU 3.1) Empuje activo estático (por metro) de estribo Si se permite que el estribo se mueva alejándose gradualmente de la masa de se alcanzará un estado en el que la condición de esfuerzo en el elemento de s de la masa de suelo esta a punto de fallar) y ocurrirá la falla de suelo denomin Se usará el coeficiente de Rankine para suelos homogeneos: E A = Empuje Activo Estático por longitud unitaria (ton). K A = Coeficiente de Presión Activa de Tierra de Rankine. E A
K A
. H
2
2
K A
1 seno f 1 seno f EA =
Efecto estatico M AE es :
K A = TOTAL 2.700 M AE
MAE =
0.333
E . H / 3 A
2.700
3.2) CASO I: fuerzas sin factorar el estribo con rellerno y sin sobrec
Fuerzas desestabilizantes TOTAL 2.700 Ton
Empuje relleno: Ea
Momento de volteo:
2.700 Ton-m
Mv=Eh*H/3
Fuerzas estabilizadoras TIPO Peso muro: Dce= Peso relleno: DCr=
TOTAL
Fza VERT. 8.91 2.57
11.48
3.3) CASO II.- fuerzas sin factorar del estribo con sobrecarga : hs = altura adicional por sobreca fuerzas desestabilizantes TIPO Fza Hor(T) Empuje relleno: Ea 2.700 E.S/C,HL(s/c)=Ka*Ws/c*H: 0.000
TOTAL
2.70
fuerzas estabilizadoras TIPO Fza Vert(T) Peso muro: Dce= 8.91 Peso relleno: DCr= 2.57 Fza S/C:VL(s/c)=*Bs/c*hs : TOTAL
0.00 11.48
4) CARGAS DE DISENO FACTORADAS POR METODO LRFD I) fuerzas estabilizantes 4.1) Fuerzas verticales Vu (t/m) ITEMS NOTACION Vi Resistencia Servicio I
muro DC 8.9125 11.1400 8.9100
relleno EV 2.5650 3.4600 2.5700
LL LL 0.0000 0.0000 0.0000
Momentos debido a Vu (t-m/m) ITEMS muro NOTACION DC MVi 7.0533 Resistencia 8.8200 Servicio I 7.0500
relleno EV 4.7715 6.4400 4.7700
LL LL 0.0000 0.0000 0.0000
s/c HL LS 0.0000 0.0000 0.0000
Vuh T/m Total 4.0500 2.7000
II) fuerzas desestabilizantes 4.2) Fuerzas horizontales Vuh (t/m) ITEMS relleno NOTACION EH Hi 2.7000 Resistencia 4.0500 Servicio I 2.7000
Momentos debido a fuerza horizontal Vuh (t-m/m) ITEMS relleno s/c HL NOTACION EH LS MHi 2.7000 0.0000
Muh T/m total
Resistencia Servicio I
5)
ANALISIS POR
4.0500 2.7000
0.0000 0.0000
4.0500 2.7000
SISMO (METODO DE MONONOBE OKAB
5.1) Empuje activo dinamico por metro de estribo (metodo de Mono
E A
1 1 K V K AE H 2 2
cos2 (f b ) K AE y cos cos2 b cosd b donde : f = Angulo de fricción del suelo d = Angulo fricción entre suelo y muro i = Angulo del talud b = Angulo del vástago
y 1
seno(f d ) seno(f i ) cos(d b ) cos(i b )
30 0 0 23.75 2
(b)
ar tan
K H= Coeficiente sísmico horizontal se supone que 0.3KH < KV < 0.5 K V= Coeficiente sísmico vertical para el presente caso tenemos: 0.3x0.15 < KV < 0.5x0.15
sustituyendo valores en la ecuacion siguiente :
K ar tan 1 K H
V
sustituyendo en la ecuacion (b)
con los resultado de y determinamos el valor de K AE
Sustituyendo el valor de K AE en E AE : E A
1
2
1
K V K AE H
2
Como el EEA es considerando los efectos de la dos condiciones tanto del empu como del empuje activo estatico, por los que es conveniente separarlo E A E AE E A
Se puede suponer que el empuje activo dinamico adicional actua a 0.6H de la por consiguiente el Momento con respecto al punto "x" es:
M AE
H E A E AE (0.6 H ) 3 M AE = M AE =
5.2) Cargas de diseño Factoradas con sismo (Evento Extremo I ).
I) fuerzas estabilizantes Fuerzas verticales
Momentos por Fuerzas verticales Vu (t-m/m) ITEMS muro relleno Sobreca. SISMO NOTACION DC EV LL EQ Mi 7.0533 4.7715 0.0000 0.5643 Evento Extrem I 8.8200 6.4400 0.0000 0.5600
RESUMEN FACTOR DE CARGAS FUERZAS ESTABILIZANTES Vu (t/m) ITEMS muro relleno NOTACION DC EV Vi 8.91 2.57 Servicio 8.91 2.57 Resistencia 11.14 3.46 Evento Extremo 11.14 3.46
Sobreca. LL 0.00 0.00 0.00 0.00
MOMENTOS POR FUERZAS HORIZONTALES Vu (t-m/m) Mi 7.05 4.77 0.00 Servicio 7.05 4.77 0.00 Resistencia 8.82 6.44 0.00 Evento Extremo 8.82 6.44 0.00
FUERZAS DESESTABILIZANTES Hu (t/m) ITEMS Relleno E. Dinamico NOTACION EH EQ Vi 2.70 2.57 Servicio 2.70 0.00 Resistencia 4.05 0.00 Evento Extremo 4.05 2.57
SISMO EQ 1.78 0.00 0.00 1.78
MOMENTOS POR FUERZAS HORIZONTALES Hu (t-m/m) Mi 2.70 4.62 2.79 Servicio 2.70 0.00 0.00 Resistencia 4.05 0.00 0.00 Evento Extremo 4.05 4.62 2.79
6)
SISMO EQ 0.71 0.00 0.00 0.71
0.56 0.00 0.00 0.56
SISMO EQ 0.51 0.00 0.00 0.51
0.80 0.00 0.00 0.80
CRITERIOS DE ESTABILIDAD POR EL METODO DEL LRFD ( 6.1)
Vuelco FACTORES DE
VL
MV
MH
Xo
RESISTENCIA
(T)
(T-M)
(T-M)
(Mv-Mh)/VL
Resistencia I
37.59
53.54
16.04
0.997
Resistencia 2
35.80
50.77
14.41
1.016
Servicio I
27.97
39.45
10.01
1.053
Servicio 2
29.31
41.53
11.24
1.034
Servicio3
27.07
38.07
9.20
1.066
Evento Extrem I
32.00
44.87
12.26
1.019
6.2) Deslizamiento
Øs: Coef fricc. f
FACTORES DE
VL
RESISTENCIA
(T)
Resistencia I
37.59
0.36
13.68
Resistencia 2
35.80
0.36
13.03
Servicio I
27.97
0.36
10.18
Servicio 2
29.31
0.36
10.67
Servicio3
27.07
0.36
9.85
Evento Extrem I
32.00
0.36
11.65
Fr=VL*f (T)
6.3) Capacidad de carga Factor de resistencia de carga Capacidad última
VL
qu (*)t/m2+
Ø:
0.45
qR=Ø qu
qmax(t/m2)
(T)
trapezoidal
Resistencia I
37.59
84.00
37.80
24.17
Resistencia 2
35.80
84.00
37.80
22.36
Servicio I
27.97
84.00
37.80
16.48
Servicio 2
29.31
84.00
37.80
17.80
Servicio3
27.07
84.00
37.80
15.61
Evento Extrem I
32.00
84.00
37.80
19.90
qult (*) : qult determinado sin considerar factores de inclinación de carga
n en la base de cimentacion
mapa axima permitida
EQ 0.00 0.00 1.00
EH: Empuje horizontal del suelo EQ: Fuerza de sismo LL: Sobrecarga viva
NO FACTORIZADOS
ton/m3 m m
peso unitario del concreto altura total del estribo altura de la pantalla para diseno altura de la cajuela para diseno largo de la zapata Punta zapata. Talon zapata. segun el ancho de tablero mas vereda espesor de pantalla espesor de pantalla en base. espesor de zapata
m m m m m m m g ton/m3 estribo derecho estribo izquierdo
ton/m2 m m m
peso unitario del relleno para efectos deslizamiento angulo de inclinacion del rell. angulo de inclinacion del rell.
sobrecarga en relleno longitud de sobrecarga relleno
<==cambiar para analizar por metro lineal
COORD. RELLENO X 2.00 2.00 0.70 1.80
Y 0.50 3.00 3.00 0.50
1.90 0.80 0.20 0.20 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
RO (Ea) suelo, entonces el esfuerzo efectivo principal horizontal decrecerá, elo será el estado de equilibrio plástico (condición en que cada punto do Estado Activo de Rankine.
f = Angulo de fricción del suelo. (relleno) = Peso especifico del suelo.
0.333
arga
BRAZO 0.79m 1.86m
MOMENTO 7.05 Ton-m 4.77 Ton-m
11.82
rga Ws/c/Peso especifico : BRAZO(m) 1.00m 1.50m
MOMENTO(T-m) 2.70 0.00
2.70
BRAZO(m) 0.79 1.86
MOMENTO(T-m) 7.05 4.77
2.55
0.00 11.82
VU T/m Total 13.8700 10.9060
MVU T/m Total 14.4970 11.2290
0.00
). nobe Okabe) EAE
i
b Ea SW
d
f
A
K H
K
V
KH = 0.200
KH
KV = 0.080
= 12.265
= 2.113
KAE = 0.707 EA= 2.700 EAE = 5.27 Ton je activo dinamico
E A =
2.57 Ton
1.58031001
ase del estribo M AE = 7.32 Ton-m Efecto dinamico y estatico Efecto estatico
