DISEÑO SUPERESTRUCTURA

DISEÑO DE PUENTE LOSA UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN CURSO: DI DISE SE O DE DE PUE PUENT NTES ES DOCENTE: ING.ANTONIO DOMINGUEZ MAJINO ALUMNOS: Grupo05 FECHA: 02/10/2012 CICLO: 2011-II TEMA: DISEÑO DE PUENTE LOSA ELABORACION:

[email protected]

3.57 tn

Datos: L= A= s/c=

e asfaltico= F'c= FY= V d h hmin=

g c= g w=

aran as=

12.00 mts 7.00 mts 0.96 Tn/m 7.50 cm 210.00 Kg/cm2 4200.00 Kg/cm2 0.70 mts 0.05 mts 0.20 mts --2 . g m 22 . gm si

14.78 tn

HL-93 12.00 mts

L=

HL- 93 93 .

LA HOJA DE CALCULO EXPUESTA NO ES SINO UNA HOJA DE CALCULO DISEÑADA PARA PODER CALCULAR EL DISEÑO DE UN PUENTE TIPO LOSA Y SIGUE LAS ESPECIFICACIONES DEL MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES APROBADA EL 31 DE JULIO DEL 2003 DEL PERU APROBADO CON R.M.Nº5892003-MTC

14.78 tn

d

V

.

d

A

V

h' ht=h'+h min h min Ae

1.-1.

ESP ES PES ESOR OR DE LO LOSA SA (h) Tramo Simple hmin= hmin= 600.00 600.00 mm mm

Tabla 2.9.1.4.1-1(Art.2.9.1.4.1) 1.2( S + 3000)

( S + 3000 )

30

30

Tramo Simple

≥

165 mm

hmin= hmin= 60.0 cm

Tramo Continuo

OJO el peralte minimo de un tablero es

Usar : 2.-

h=

≥ 175mm(Art.2.9.1.3.3.1)

60cm

ANCHO EFECTIVO O EQUIVALENTE DE FRANJAS LONGITUDINALES INTERIORES se tiene los casos de carga aplicadas en las franjas sea longitudinal o perpendicular para lo cual la asshto da:

Primer caso:

Segundo caso:

Terer caso:

Para puentes en para puentes tipo Para puentes tipo losa losa menores a viga mayores a 4.60mts (AASHTO LRFD 4.6mts (AASHTO (AASHTO LRFD 4.6.2.3) TABLA 4.6.2.1.3- LRFD TABLA y que es nuestro caso 1) 4.6.2.1.3-1 )

(Art.2.9.1.4.2 Página.174) 2.1 - Para una Vía Cargada

E = 250 + 0.42 L1W 1

L1 = W1 =

Tomamos los menores 12,000mm 18,000mm 8,500mm 9,000mm E=

L1 : Long modificada modificada del tramo en en mm se tomara el menor de ( Long real y 18,000 mm) W1 : Ancho modificad modificadoo borde a borde del puente puente enmm en mm se tomara el menor de (Ancho real y 9,000mm) OJO tomar el menor de la comparacion entre lo real y lo establecido

2.2 - Para Múltiples Vias Cargadas

4,492mm

DISEÑO DE PUENTE LOSA UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN CURSO: DISE O DE PUENTES DOCENTE: ING.ANTONIO DOMINGUEZ MAJINO ALUMNOS: Grupo05 FECHA: 02/10/2012 CICLO: 2011-II TEMA: DISEÑO DE PUENTE LOSA ELABORACION:

[email protected]

E = 2100 + 0.12 L1W 1

≤

N L

L1 : Long modificada del tramo en mm se tomara el menor de ( Long real y 18,000 mm) W1 : Ancho modificado borde a borde del puente enmm se tomara el menor de (Ancho real y 18,000mm) W : Ancho fisico de borde a borde del puente en mm NL : Nº de vias de diseño Art. 2.4.3.2.1 NL= W 2 vias N 3600 L1 = 12,000mm 18,000mm ojo tomar siempre los menores de L1 y W1 para el analisis W1 = 8,500mm 18,000mm W= 7,000mm E= 3,312mm W/NL= 3,600mm debe cumplir E ≤ W/NL De ambos casos de una sola Vias Cargada o de Multiples Vias cargadas se Tomara el Menor Para una Vía Cargada E= 4,492mm Para Múltiples Vias Cargadas E= 3,312mm L

int

=

Tomamos E=3.3 mts 3.-

APLICACIÓN DE CARGA VIVA HL-93 3.1 - Máxima Fuerza de Corte CAMION:

14.78Tn

14.78Tn

4.3

3.57Tn

4.3

12.00 mts Y2 Y1 1m

Semejanza de Triangulos 12 7.70 mts

1 Y1 Y1 =0.64

Cortante del Camion en A VAC = 25.28Tn CARGA UNIFORME:

12 3.40 mts 1 Y2 Y2 =0.28


[email protected] 0.96 Tn/m

Cortante por carga uniforme VAw = 5.76Tn

TANDEM 11.20Tn

11.20Tn

1.2

12.00 mts 1m

Semejanza de Triangulos 12 10.80 mts

Y1

1 Y1 Y1 =0.90

Cortante del Camion en A VAT = 21.28Tn de las Cortantes Halladas se Puede apreciar que Prevalece el Camion IMPACTO (Tabla. 2.4.3.3-1 Página.55)

Según la Tabla se incrementa en 33%

Factor de Impacto= 1.33 Ojo no se aplica a carga uniforme

VLL+IM = 39.38Tn 3.2 - Máximo Momento por Flexión (En el centro de luz) o con el Teorema de Barett CAMION:


[email protected]

R

14.78Tn

14.78Tn 3.575 ......... 4.3

3.57Tn

C L0.725 4.3

......

......

......

6

......

.......

6.725 Y1

6

5.275 Y2 2.96

2.425

0.975 Semejanza de Triangulos Y1 2.96

6.725 2.425 Y1 =1.07 Mmaxc = 61.40Tn-m

2.96 Y2 5.275 0.975 Y2 =0.55

CARGA UNIFORME:

0.96 Tn/m

Cortante por carga uniforme Mmaxw = 17.28Tn-m TANDEM Ojo Para Puentes Mayores a 11.70 Predomina el camion (Tabla. 2.4.3.3-1 Página.55) tambien se tienee que ampliar 33% por Impacto MLL+IM = 98.94Tn-m 4.-

SELECCIÓN DE FACTORES DE RESISTENCIA (Tabla. 2.9.2.6 Página.188)

Estado Límite de Resistencia Flexión y tensión Corte y torsión Compresión axial 5.-

F

0.90 0.90 0.75

SELECCIÓN DE MODIFICADORES DE CARGA


[email protected]

(Art. 2.9.2.7 Página.189)

ESTADOS LIMITES RESIST. SERVICIO 0.95 1.00 1.05 1.00 1.05 No Aplicable 1.05 1.00

DESCRIPCION 1. Ductilidad nD 2. Redundancia NR 3. Importancia nI n = nD nR nI 6.-

FATIGA 1.00 1.00 No Aplicable 1.00

Art. 2.3.2.2 Paj.46 Art. 2.3.2.3 Paj.48 Art. 2.3.2.4 Paj.48

COMBINACIONES DE CARGA

2.9.1.3.7

(Art.2.4.5.3 Página.68) 6.1 - Estado Límite de Resistencia se ovio la friccion(FR) y Gradiente termica(TG) por ser pequeños

U = n[1.25 DC + 1.50 DW + 1.75( LL + IM )]

Tablas. 2.4.5.3-1 y 2.4.5.3-2 Paj.70 n:tomamos del art.2.3.2.1 Paj.44

6.2 - Estado Límite SERVICIO se ovio(WS) ,(WL) ,(FR)por ser pequeños

U = 1.0( DC + DW ) + 1.0( LL + IM )

Tablas. 2.4.5.3-1 y 2.4.5.3-2 Paj.70

6.3 - Estado Límite FATIGA no se ovio ningun factor solo son dos para el ELF

U = 0.75( LL + IM )

7.-

Tablas. 2.4.5.3-1 y 2.4.5.3-2 Paj.70

CALCULO DE LOS EFECTOS DE LA CARGA VIVA x 1 m LOSA Simple Deduccion

7.1 - Losa Interior V (1m. D ' Losa ) LL + IM

11.89Tn

=

V LL+ IM

M (1m. D ' Losa) LL+ IM

Ei

116.38 KN-m

29.87Tn-m

=

M LL + IM Ei

298.74 KN-m

7.2 - Losa de Borde Art. 2.6.4.2.1.4 Paj.92

E Losa . D ' Borde

=

Dist .del . Borde Exterior .a.la .calzada

0.70 mts V=........

0.3

+ + 0 . 30 +

1.66 mts 0.5E=.......

E i 2

≤

E i ⇒ tomamos

≥

1800 mm

E Losa de borde=

2656

≤Ei=

Si Cumple entonces Tomamos

E Losa de borde= 1800 mm E Losa de borde= 1.8 m

18000 mm Max=.............

3312


[email protected]

1.8 Losa de Borde=............ V (1m. D ' Losa ) LL + IM

=

0.5V LL + IM

Losadebord e

10.94Tn 8.-

m

4.9 Losa Int=............ Ojo La losa de Borde toma La mitad de la carga vehicular

1.8 m

Losa de Borde=............

0.5 M M

(1m. D' Losa) LL + IM

107.07 KN-m

27.48Tn-m

=

LL + IM

losadebord e

274.83 KN-m

CALCULO DEL EFECTO DE OTRAS CARGAS Art. 2.4.5.3 Paj.139

8.1 - Losa Interior x 1m de ancho a).

Peso propio (DC),

g DC

= 2.5 Tn/m3

2.4.2.1 Paj.50

W DC = 1500

g DC =

1.50 Tn/m

Hallamos las Cortantes y los Momentos V DC

=

M DC

DC xL VDC = 2

=

W DC L2

9.00Tn

MDC = 27.00Tn-m

8

Pavimento Asfaltico (DW)

esp= 7.50 cm WDW = 0.17 Tn/m DW V xL = DW 2

M DW

=

2 W L DW 8

VDW = 1.01Tn MDW = 3.04Tn-m

gDW = 2250.00 kg/m3

2500. Kg/m3


[email protected]

8.2 - Losa de Borde x 1m de Ancho a). Peso propio : 1.50 Tn/m b). Baranda metálica incluye vereda: 0.47 Tn/m c). Vereda+Baranda Metalica 0.26 Tn/m W DC = 1.76 Tn/m Hallamos las Cortantes y los Momentos DC V DC = xL VDC = 10.57Tn 2

M DC

=

W DC L

2

MDC =

31.70Tn-m

8

- Pavimento Asfaltico (DW) esp= 7.50 cm

gDW = 2250.00 kg/m3

WDW = 0.17 Tn/m DW= 0.10 Tn/m DW V xL = DW 2

M DW

9.-

=

2 W L DW

=

0.62Tn

MDW =

3.04Tn-m

DW

8

ANALISIS POR ESTADOS LIMITES Est.Lim.D'Resist Est.Lim.D'Servicio Est.Lim.D'Fatiga

Basicamente tenemos 3 Estados Limites de carga 9.1 -

Estado Límite de Resistencia

a) M U

Art. 2.4.5.3

Flexion Losa Interior

[

= 1.05 1.25 M DC + 1.50 M DW + 1.75M LL + IM

MDC = MDW = MLL+IM = Mu =

]

27.00 Tn-m 3.04 Tn-m 29.87 Tn-m 95.11 Tn-m Tabla 2.9.1.3.11.1-1 Recubrimiento Minimos de acuerdo a la zona Costa 6.00 cm Sierra 2.50 cm

d=

1 Ø.......Pulg. @......

Selva

2.50 cm

d= 0.56m d =.......

Conocemos:

h

min=.......

0.025m Recub.=....... a

=

AS xf Y 0.85 xf ' cxb

AS

=

M U

 

φ xf Y x d −

a 



2 

0.60m

F'C= 210.00 Kg/cm2 FY= 4200.00 Kg/cm2


[email protected]

Uniendo estas Dos Ecuaciones Tenemos:

 φ * f Y 2  2  φ   1.7 * b * f '  AS C  

Donde: −

(φ * f Y * d ) AS

+ M U =

F =

fy= f'c= 210.00 Kg/cm2 b= 100.00cm d= 56.23cm

0

De donde se tiene: 444.706 As2

0.9 4200.00 Kg/cm2

+9511460.85 =0.00

-212549.40 AS AS1 =

49.974749

AS =

49.974749

Ecuancion de 2do Grado

AS2 = 427.980251

De ellos Tomamos el Valor Logico b)

Corte

Los Puentes losa Diseñados por Momento ,de conformidad con la ashhto,se consideran satisfacorios por corte,Ver 2.9.1.4.5 del Manual de Diseño de puentes a.1) Calculo del Acero en Losa Interior (ACERO PRINCIPAL) Nº de Varilla

1 3/4 5/8 1/2 3/8

rea Varilla

rea e Acero calc.

5.07 3.80 3.17 2.53 1.90

49.9747 49.9747 49.9747 49.9747 49.9747

separac on de Varillas

10.14 7.60 6.34 5.07 3.80

separac on e Distribucion de acero Principal Varillas Pro uesta

10cm 7cm 6cm 5cm 3cm

Usaremos: 1" @ 0.09 mts

1@10 0.75@7 0.625@6 0.5@5 0.375@3

pi= rea e cero Corre ido

50.67075 54.29009 52.78203 50.67075 63.33843

S =

3.1416 100 * AVAR

AS

Acero Principal

Refuerzo transversal o de repartición : % Asr

=

1750

L

≤

%Asr= 15.98%

50%

a.2) Calculo del Acero en Losa Interior (ACERO REPARTICION) Nº de Varilla

1 3/4 5/8 1/2 3/8

Area Varilla

5.07 3.80 3.17 2.53 1.90

Area de Acero calc.

8.09477 8.09477 8.09477 8.09477 8.09477

separacion de Varillas

62.60 46.95 39.12 31.30 23.47

separacion de Distribucion de acero Principal Varillas Pro uesta


Usaremos: 1/2" @ 28 mts

Refuerzo x Contracción y Temperatura:

1@62 0.75@46 0.625@39 0.5@31 0.375@23 Acero de Reparticion

Art. 2.9.1.4.5 Manual De Puentes


AST º

[email protected]

=

0.75

1mm*hmin= 600.00mm

Ag=

Ag

fy= 420.0Mpa

f Y

Astº= 1.43mm2/mm de losa

En Ambas Caras Para la cara superior sera la mitad= 0.71mm2/mm de losa Distribucion 0.71mm2 AsØ

1.00mm S

Ø de Varillas en ul

Area Varilla

separacion de Acero S

Separacion Pro uesta

1

5.07 3.80 3.17 2.53 1.90

70.94 53.20 44.34 35.47 26.60


3/4 5/8 1/2 3/8

S= AsØ*1mm 0.71mm2 Distribucion de acero de Tº

1@70 0.75@53 0.625@44 0.5@35 0.375@26

Usaremos: 1/2" @ 0.35 mts

b) Momento losa borde M INT

=

n

∑ γ θ i

i

Se usa para acero de Temperatura

Acero de Temperatura en ambos sentidos

Est.Lim.Serv.

[

= 1.0 1.0 M DC + 1.0 M DW + 1.0M LL + IM

]

MDC = 27.00 Tn-m MDW = 3.04 Tn-m MLL+IM = 29.87 Tn-m Mu = 59.91 Tn-m Conocemos la reduccion de formulas

 φ * f Y 2  2  φ   1.7 * b * f '  AS C  

Donde: −

(φ * f Y * d ) AS

+ M U =

fy= f'c= 210.00 Kg/cm2 b= 100.00 Kg/cm2 d= 56.23 Kg/cm2

0

-212549.40 AS AS1 =

De ellos Tomamos el Valor Logico AS = 30.08cm2

0.9 4200.00 Kg/cm2

De donde se tiene: 444.706 As2

F =

+5991126.65 =0.00

Ecuancion de 2do Grado

30.08007229

AS2 = 447.8749277


[email protected] pi= 3.1416

b.1) Calculo del Acero en Losa Interior (ACERO PRINCIPAL) Nº de Varilla

1 3/4 5/8 1/2 3/8

Area Varilla

Area de Acero calc.

5.07 3.80 3.17 2.53 1.90

30.0801 30.0801 30.0801 30.0801 30.0801


16.85 12.63 10.53 8.42 6.32


1@16 0.75@12 0.625@10 0.5@8 0.375@6


Usaremos: 1" @ 0.16 mts

Area de Acero Corre ido

31.67 31.67 31.67 31.67 31.67

S =

100 * AVAR

AS

Acero Principal

Refuerzo transversal o de repartición : % Asr

=

1750

L

≤

%Asr= 15.98%

50%

b.2) Calculo del Acero en Losa Interior (ACERO REPARTICION) Nº de Varilla

1 3/4 5/8 1/2 3/8

Area Varilla

Area de Acero calc.

5.07 3.80 3.17 2.53 1.90

5.05923 5.05923 5.05923 5.05923 5.05923


100.15 75.12 62.60 50.08 37.56


1@100 0.75@75 0.625@62 0.5@50 0.375@37



Acero de Reparticion

Refuerzo x Contracción y Temperatura: AST º

=

0.75

Art. 2.9.1.4.5 Manual De Puentes

Ag=

Ag

fy= 420.0Mpa

f Y

1mm*hmin= 600.00mm

Astº= 1.43mm2/mm de losa

En Ambas Caras Para la cara superior sera la mitad= 0.71mm2/mm de losa Distribucion 0.71mm2 AsØ

1.00mm S S= AsØ*1mm 0.71mm2

Ø de Varillas en pulg

Area Varilla

separacion de Acero S

Separacion Propuesta

Distribucion de acero de Tº

1

5.07 3.80 3.17 2.53 1.90

70.94 53.20 44.34 35.47 26.60


1@70 0.75@53 0.625@44 0.5@35 0.375@26

3/4 5/8 1/2 3/8


Se usa para acero de Temperatura

Acero de Temperatura en ambos sentidos

DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS HALLAR LOS MAS CRITICOS PARA EL ACERO FINAL ENTENDIENDO LA DISPOSICIÓN COMO SE MUESTRA


[email protected] ACERO DE TEMPERATURA

ACERO PRINCIPAL

ACERO T RANSVERSAL O DE REPARTICION

DISEÑO SUPERESTRUCTURA

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