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este documento de excel es para el diseño de puentes de tipo losa o tipo viga o ambos para el cual es necesario para el curso de puentes y obras de arte.Descripción completa
CALCULOS Y CORRECCIONES POR CASSAGRANDE Y TAYLOR
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1.1 DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA SUPERESTRUCTURA DE PUENTE DE CONCRETO L'1(.((m DATOS INICIALES CON QUE SE CUENTA PARA EL ANALISIS: Longitud del Puente entre ejes de apoyo Numero de vias del puente Ancho de via
L= Nº V = a=
11.00 m 1 via 3.0 m
!#c $ L = "=
0.%0 tn#m( 0.(0 tn#m
peso especi)ico del concreto armado
Ec =
(%00 Fg#m 3
*esistencia del +oncreto a emplear en la losa y viga
),c =
(-0 Fg#m(
)y = !dia)ragma =
%(00 Fg#m(
!o"recarga peatonal en vereda Peso de la "aranda &et'lica
luencia del acero en losa y viga /spaciamiento de los dia)ragmas 2ase del dia)ragma Altura del dia)ragma
3. m 0.( m 0.0 m
" = h = eas)alto =
espesor del as)alto
0.00 m
Ancho de vereda
Lvereda =
0.- m
Altura de vereda Nº de vigas principales
hvereda =
0.1 m ( vigas principales
0.0 0.-0
=
L
L
A
+ N G
0.1
;
A
a Hancho de viaI
P G
Losa de +º Aº
1J
1J
*
P
P
A
VG7A
0.-0
N G
*
7 G
0.0
P G +
0.1
h)
A
3GA*A7&A
h,
7 G
V
V
"=
"=
s, !
V
V
1. PREDIMENSIONAMIENTO DEL PUENTE: DISEÑO DE LA VIGA PRINCIPAL: Peralte minimo e la! "i#a! $rin%i$ale!: seg4n el &5+ 6 7+8 para superestructuras de +oncreto re)or9ado con vigas tipo 5: 5: ; = 080 L
de donde:
; = 0.
m
&'
m
tomaremos una dimensi
+onsiderando una " = 083;:
h bw
1.5 a 4
=
(.)*
" = 0. 0 .((
recomendable
h bw
=
2
tomaremos una dimensi
+, '
(.-(
m
para el calculo de los espasiamientos entre las vigas principales >s, > considerar?: como tenemos un ancho de via de : 3.0 m adic adicio iona nand ndo o la la lon longi gittud de @ 0.0 0.0m m pro) pro)un undi dida dad d del del alma alma a la la los losa a dicha distancia lo lo dividiremos entre el numero de vigas ue so son : ( vigas haciendo una reparticion de las long itudes uni)ormes para las vigas tendriamos (B0.0C s, C (" = 3.0 conocemos "@ entonces: s, = (.D m
1
utili9ando una cantidad tra"aja"le:
! ' calculando la lu9 entre las vigas principales s, se o"serva en el gra)ico ue: s, C " = ! reempla9ando valores tenemos:
/.0(
m
de donde:
S'
-./(
m
%al%lo el e!$e!or e la lo!a: seg4n el &5+ 7+@ !e considerar' un espesor de losa h) = 18( Hs, C 3000I tra"ajando en mm h) = (3 mm 30 usando una medida mas tra"aja"le h) = (00 mm compro"ando ue h) considerando un espesor adicional tomar? entonces: 34 ' /*( mm
3 '
tam"ien esto permite conocer: h, = ;6h) :
*((
K 1 mm
O2
mm
/. CALCULO DE LAS CARACTERISTICAS DE LA VIGA T la norma A+G631-6(00( indica el siguiente esuema ansiderar tal ue:
0.1m h"N"=C%Bh)
h" " C %Bh)
h)
3+ '
(.5(
=
1.30
m
m
"=
/l puente consta de: Vigas Gnteriores: vigas ( Vigas /Mteriores: ( vigas las alas de las vigas eMteriores tra"ajaran como un voladi9o.
-. CALCULO DE LOS 6ACTORES DE DISTRI7UCION DE CARGA: tenemos la siguiente secci
3.0
Se%%i9n %on ia4ra#ma ri#io %ar#a! $ermanente!: peso "aranda: Peso vereda Peso de dia)ragma Peso Losa Peso del as)alto ideali9ando tenemos:
0.(0 0.3
0.(0 tn#m 0.1 M 1.00 0.( M 0.30 0.( M 1.00 0.00 M 1.00
= = = = =
M (.%0 M (.%0 M (.%0 M 1.-0
0.(0 0.3 0.10.0 0.00
tn#m tn#m tn#m tn#m tn#m
0.(0 0.0
0.-
0.- tn#m
0.(
3.(0 *1
0.0
0.3
0.(
0.-
*(
resolviendo tenemos ue: *1 = *( = &=
1.D1 tn#m 1.D1 tn#m 0. tn#m6m
*. SUPERPOSICION DE CARGAS PERMANENTES EN EL PUENTE en la! "i#a! Eteriore!: el numero de dia)ragmas ue se usar'n ser' :
.00
dia)ragmas a cada
3. m
Car#a $or $e!o $ro$io e la "i#a: Peso de viga:
Pd
0.30
Pd
M 0.0
M (.%0
$u= 1.D5n#m
=
Pd
0.3
Pd
tn#m
Pd
11.00 *eacci
3
CALCULO DEL MOMENTO MA>IMO ? 6UER@A CORTANTE MA>IMA DE7IDO A LA CARGA PERMANENTE VIGAS E>TERIORES: haremos uso de las lineas de in)luencia para el c'lculo de dichos valores.
Cl%lo el momento mimo e+io a la %ar#a i!tri+ia: aplicando lineas de in)luencia tenemos ue: $
$ = 1.D% tn#m L = 11.0 m el momento esta dado por:
L#% & = . L . L % ( L#(
= (D.%
tn.m
L#( &u1 =
(D.%
tn.m
Cl%lo el %ortante mimo: conocemos seg4n lineas de in)luencia: $ la )uerta cortante maMima esta dado por: Vu1 = $ . H1I . L#( 1 Vu1 =
10.0
tn
Cl%lo el momento mimo e+io a la! %ar#a! $ntale!: aplicando lineas de in)luencia tenemos ue: Pd Pd Pd Pd
Pd
P= L= e= L#% =
e "
L#%
L#(
L#(
0.( 11.0 3. (.
" = H1#(IBe
el momento esta dado por: & = (BH Pd B " ICPdBHL#%I
&u( =
1.%%
tn#m m m m
=
1.3-
m
tn.m
Cl%lo el %ortante mimo: conocemos seg4n lineas de in)luencia: Pd Pd Pd Pd e a
Pd
"
1
di
di = H1#LIBHL6eiI de donde: d1 = H1#LIBHL6eI
ei
%
la )uerta cortante maMima esta dada Vu( =
Va = V" = Vu= Opi.di
0.1
tn
por lo tanto los momentos ultimos y las )uer9as cortantes ultimas de"ido al peso propio del puente son: &u = &u1 C &u( M ' -(.5) tn.m Vu = Vu1 C Vu(
V '
11./1
tn
=. CARGAS MOVILES !eg4n el &anual de iseQo de Puentes del MTC DGC6 "… La sobrecarga especificada en este Manual corresponde a la denominada AASHTO HL-93. " tam"ien BMTCDGC6 titlo /.8.-././ Cami9n e Di!eoF los valores a tomar en cuenta con respecto al cami
CALCULO DEL MOMENTO MA>IMO ? 6UER@A CORTANTE MA>IMA DE7IDO A LAS CARGAS MOVILES Cal%lo e e: conocemos la ecuacion:
P
(
L 2
−
( e+ b)
) ( ) ( L
+ 4 P
de la ecuacion anterior o"tengo ue: teniendo: P = 1.D00 " = %.30 c = %.30 L = 11.00 = 0.D tenemos el diagrama:
2
−e + 4 P
tn m m m tn#m p "
e=
%p c e
L 2
+
( c− e)
) ( ) = 9 P
L 2
+e
0.1 m
%p
L#(
L#(
&allano el Momento Maimo: aplicando lineas de in)luencia reali9o el siguiente gra)ico p %p " c
%p
T
U &
+onocemos ue:
N & = L#( 6 e N=L6& T=&6" U=N6c
entonces calculamos los valores de A8 2 y + 2= &N &CN A =
T.2
=
0.(3(
= = = =
=
y
%..(( 0.%1.D(
m m m m
(.033
+=
U.2
=
0.-33
&
N
/l momento m'Mimo estar' dado por: & = P HAI C %P H2I C %P H+I &=
(.%
tn . m
&allano la Cortante Mimo:
%p
tenemos el diagrama: %p p L
conocemos ue: L = 11.0 d = L 6 " = .0 e = d 6 c = (.%0
d e
m m m
por relacion de tri'ngulos: ) = 0.1 g = 0.(( entonces la cortante m'Mima sera: VmaM = %PH1I C %P H)I C P HgI VmaM = 1(.%% tn
$or lo tanto Se#Hn &L0-
Mma ' Vma '
/).8( 1/.=8
tn.m tn
). SO7RECARGA DISTRI7UIDA !eg4n el &anual de iseQo de Puentes del MTC DGC6 lio el /((- B$a#ina *-F
titlo /.8.-././.8 So+re%ar#a Di!tri+ia "Se considerar una sobrecarga de 9!3#$m %9&' (g$m)! uniformemente distribuida en direccion longitudinal sobre a*uellas porciones de puente en las *ue pro du+ca un efecto desfa,orable. Se supondr *ue esta sobrecarga se distribue uniformemente sobre un anco de 3!'' m en direcci/n trans,ersal. … " tomando en cuenta estas consideraciones tenemos0 $u = 08D#3 = 0.3(33 tn#m 0.- m
0.3(33 tn#m
0.( *a = *" =
*a 0.0.(
0. m
1.D0 m
3.(0 *"
1.D0 m
0.00
1.D0 m
*",
tn#m tn#m
CALCULO DEL MOMENTO MA>IMO ? 6UER@A CORTANTE MA>IMA DE7IDO A LA SO7RECARGA DISTRI7UIDA haciendo uso de las lineas de in)luencia:
VIGAS E>TERIORES: Cl%lo el momento mimo: aplicando lineas de in)luencia tenemos ue: $
$ = 0.-% tn#m L= 11.0 m el momento esta dado por:
L#% & = . L . L = -.% ( L#(
tn.m
L#(
Cl%lo el %ortante mimo: conocemos seg4n lineas de in)luencia: $ la )uerta cortante maMima es: V= $ . H1I . L#( 1 V= por lo tanto
3.(1
tn
Para la so"recarga en la viga eMterior ser'n:
Mma ' Vma '
5.5-./1
tn.n tn
5. DISEÑO DE LA VIGA E>TERIOR conocemos los )actores de tistri"ucion de carga ue son: actor de &omento: 7 = 1.000 actor de +ortante: 7 = 1.000 +argas vivas a ser tomados en cuenta en el d iseQo: &moviles = &impacto = 0833 M &moviles =
(.3D-
=
(.%0
tn.m
=
D.0%
tn.m
=
-.-3
tn.m
&L =
%.(
tn.m
& =
30.-
tn.m
M 0.33
&!#+ = la carga viva entonces estar' dado por la sumatoria de estas cargas la carga muerta ya )ue hallado anteriormente8 su valor es: /ntonces seg4n el A+G631-6(00 tendremos ue:
el momento ltimo e i!eo !era M &u = 18% & C 18 & L
=
M '
1/(.15
tn.m
6erJa e 4renao K A%elera%ion: se sa"e ue 2* = tam"ien ue:
3.D tn.m 2reMt = 7 M 2* =
1
M 3.0
=
3.D tn.m
CALCULO DE MD;: es la carga de"ido al as)alto. !e conoce ue: tendr? el siguiente esuema: 0.00 tn.m
0.(0
u =
3.(0 *a
0.00 tn#m
0.(0 *"
*a = *" =
0 tn#m 0 tn#m
-
se tiene la siguiente distri"ucion de cargas: y aplicando lineas de in)luencia tenemos ue: $
$ = 0.000 tn#m L= 11.0 m el momento esta dado por:
L#%
L#(
& = . L . L = % ( &$ =
L#(
0.0
tn.m
0.0 tn.m HPara el As)altoI
CALCULO DE VD;: conocemos seg4n lineas de in)luencia: $ la )uerta cortante maMima es: V$ = $ . H1I . L#( 1 V$ = 0.00 por lo tanto
tn
Para la so"recarga en la viga eMterior ser'n:
MD; ' VD; '
(.(( (.((
tn.n tn
!eg4n el AA!;5S 6 L*: &u = 08D . H18(&c C 18 & C 18H& L C 2*II donde: & =
=
0.000
tn.m
&c = & C & 2* = &L =
= =
30.-D 3.D
tn.m tn.m
=
%.(3
tn.m
HPor +arga &uertaCAs)altoI
*eempla9ando en la )ormula o"tenemos:
M '
115.()
tn.m
Para el i!eo $or %orte !e tienen lo! 4a% tore!: La cortante para cargas m
tam"ien:
7=
1
VLmaM = 1(.%% tn
La cortante de la !o"recarga se tiene: VL!#+ =
La +ortante por la carga viva sera VL = VLmaM C VLs#c C VLimpacto
3.(1 tn
VL '
La cortante de"ido a Gmpacto: VLimpacto = 0833 VLmaM VLimpacto =
/(.(- tn
%.1 tn La cortante del Peso Propio es:
VDma '
11./1 tn
/ntonces seg4n el A+G631-6(00 tendremos ue:
La Cortante ltima e i!eo !era V Vu = 18% V C 18 V L
=
V '
80.)*
tn
D
!eg4n el AA!;5S 6 L*: Vu = 08D . H18(Vc C 18 V C 18HV L C 2*II donde: V =
=
0.000
tn.m
Vc = V C V 2* = VL =
= =
11.(1 3.0
tn.m tn.m
=
(0.0(-
tn.m
*eempla9ando en la )ormula o"tenemos:
V '
*/.)=
tn.m
0. RESUMEN DE VALORES PARA EL DISEÑO 5a"la de resumen de las reacciones y momentos en los estri"os:
