Descripción: memoria de calculo pase aéreo para tuberías
ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA COLGANTE PARA TUBERIA
DATOS GENERALES PARA EL DISEÑO DE PENDOLA Y CABLE PRINCIPAL GEOMETRIA DEL PUENTE
Longitud Total del Puente(L) Longitud de la Flecha(f) Por Proceso Constructivo Redondear flecha (f) Long. Min. de la pendola (∆H) Espaciamiento entre Péndolas(l) Diámetro de la Tuberia de FºGº (d) Altura Total del Puente (H T )
80.0 m 8.0 m 8.0 m 0.5 m 3.0 m 8.0 pulg 8.5 m
METRADO DE CARGAS TOTALES QUE SOPORTA LA TUBERIA Carga Muerta (WD) 100.0 Kg/m Carga Viva (WL) 50.0 Kg/m Carga de Viento (WV) 2.0 Kg/m Carga Ultima de diseño (Wu) 172.0 Kg/m
FACTORES DE SEGURIDAD PARA EL DISEÑO DE PENDOLA Y CABLE PRINCIPAL
Factor de seguridad para el diseño de Péndolas factor de seguridad para el diseño del cable principal
5.0 5.0
DATOS PARA DISEÑO DE LAS ABRAZADERAS Datos para el Diseño de los pernos por corte Se utilizará pernos de grado 5 (A-325) Esfuerzo unitario permisible en corte.(Fv) 1055.0 Kg/cm2 Datos para el Diseño por aplastamiento de pernos Esfuerzo unitario permisible en compresión.(F P ) 3375.0 Kg/cm2
ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA COLGANTE DISEÑ0 DE LA TUBERIA
Espesor Mínimo de la tubería de FºGº (t Mín )
t min
0.18 cm 1.8 mm 2.0 mm
Luego el espesor de tuberia de FºGº a usar será Donde : d : Es el diámetro de la tubería de FºGª DISEÑ0 DE LA PENDOLA
Esfuerzo de tracción en la Péndola (Tp) Esfuerzo de tracción de Rotura en la Péndola(TR)
516 Kg 2580.0 Kg =
2.58
Tn
Según el cuadro Nº 01 USAR CABLES PROLANSA Diámetro 1/ 2 pulg Peso 0.62 Especificacionesde SERIE 6 X 19 TIPO COBRA las Péndolas ALMA DE FIBRA TR efectiva 9.71 Tn Debe cumplirse la siguiente restricción ok Longitud de las Péndolas (Yi) Numero de Péndolas (Np) 25.67
Kg/m
del longitud de Doblez Pénd Distancia centro a la la Péndola i arriba y Longitud ola (i) pendola i (Yi)m abajo (m) Total (m) Centro 0.0 0.50 0.41 0.91 RESUMEN DE DISEÑO DE PENDOLA 1 3.0 0.55 0.41 0.95 2 6.0 0.68 0.41 1.09 Longitud Total de Péndolas 81.16 3 9.0 0.91 0.41 1.31 Numero de Péndolas (Np) 25.67 A # Total de grampas por pendola 12.0 1.22 0.41 1.63 8 H 4 C E 5 Longitud total doblez arriba y a bajo 15.0 1.63 0.41 2.03 40.64 R E 18.0 2.12 0.41 2.53 D 6 7 21.0 2.71 0.41 3.11 8 24.0 3.38 0.41 3.79 9 27.0 4.15 0.41 4.55 10 30.0 5.00 0.41 5.41 11 33.0 5.95 0.41 6.35 12 36.0 6.98 0.41 7.39 Centro 0.50 41.03 m ESPECIFICACIONES DE PENDOLA 1 -3.0 0.55 0.41 0.95 CABLES PROLANSA 2 -6.0 0.68 0.41 1.09 SERIE 6 X 19 TIPO COBRA 3 -9.0 0.91 0.41 1.31 ALMA DE FIBRA A D 4 -12.0 1.22 0.41 1.63 Diámetro 1/ 2 pulg R E I -15.0 1.63 0.41 2.03 Peso 0.62 Kg/m U 5 Q Z 6 -18.0 2.12 0.41 2.53 TR efectiva 9.71 Tn I 7 -21.0 2.71 0.41 3.11 8 -24.0 3.38 0.41 3.79 9 -27.0 4.15 0.41 4.55 10 -30.0 5.00 0.41 5.41 11 -33.0 5.95 0.41 6.35 12 -36.0 6.98 0.41 7.39 Lon L ongg.T .Tta tall de pe penndo dola lass la lado do iz izq. q. 40.1 40 .133 m Longitud Total de de Péndolas 81.16 m Incluido la Longitud de los Doblez
DETERMINACION DEL NUMERO DE GRAMPAS PARA SUJECION DE CABLES
NOTA NOTA : Para i ar la endola endola con la abrazader abrazaderaa asi como la endola endola el extremo su erior de la tube
los dobleces tanto como en el extremo superior y extremo inferior de la pendola se estiman según el cuadro DIAMETRO DE CABLE Y TAMAÑO DE GRAMPAS pulg. 3/8 0.75
CANTIDAD GRAMPAS
mm 10 19
4 4
# Total de grampas por
pendola
8
Unión Péndola-Cable Principal Unión Péndola-Tubería
n : Distancia mínima d : Diámetro del orifici D : Diámetro del orific a : Distancia mínima a d p : Diámetro del pern
d pd : Diámetro de pend a1 : Dist. Al extremo i d cp : Diámetro del cabl
D a1
Gemetría de la abrazadera
d pd d (pulg.) (pulg.) p 1/ 2 3/8
d (pulg.)
D (pulg.) n (pulg.) a (
1/2
2/3
1 1/4
3
DISEÑO DEL CABLE PRINCIPAL
n= Longitud del Cable Principal (Lc) xi f L α HT L1 Longitud de los Fiadores (Lf)
0.1 82.08 m 40 m 8.0m 80.0 m 21.8 º 8.5m 22.00 m 23.58 m
centro del puente
Tracción Máxima Horizontal en el Fiador (Hmax)
Tracción Máxima Horizontal por Carga Ultima (H wu ) Tracción Máxima Horizontal por Temperatura (H )t Tracción Máxima Horizontal por Peso del Cable (Hc) El peso del cable se Asume Para una primera aprox.según el cuadro Nº..
Especificaciones del Diámetro Cable Principal Peso (Wc)
Tracción Máxima Horizontal por Peso de las Péndolas (Hp) Estos datos han sido calculados en el Especificacionesde Diámetro diseño de las Péndolas Peso (Wp) las Péndolas H Máx Luego la Tracción Máx. Hor. en el Fiador (Hmax) α cosα Tracción Máxima en el Fiador del Cable Principal (Tmax) Tracción Máxima de Rotura en el Cable Principal (TR) Según el cuadro Nº 01 USAR CABLES PROLANSA Especificaciones del SERIE 6 X 19 TIPO BOA Cable Principal ALMA DE ACERO Debe cumplirse la siguiente restricción
17200 Kg 258 Kg 742.6 Kg 1 3/4 pulg 7.43 Kg/m 62Kg 1/ 2 pulg 0.62 Kg/m 18262.6 Kg 21.8 º 0.93 19669.42 Kg 98347 Kg =
98.35
Tn
Diámetro
1 3/ 4 pulg Peso 7.43 TR efectiva 112.49 Tn ok
DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE
Geometría de la Cámara de anclaje (Predimensionamiento)
Kg/m
Largo (l) Ancho (a) Alto (h)
3.5 m 3.5 m 2 m
h
2.00 m
l 3.50 m Cargas que actúan en la Cámara de anclaje Tmáx Vmáx Hmáx T máx H máx V máx Q
α
21.8 °
19669.42 Kg 18262.6 Kg 7305.04 Kg 56350 Kg
Q l/2
Estabilidad al Deslizamiento Cf = 1.0 ∑Fv = 49045.0 Kg H máx 18262.6 Kg FSD 2.69 OK
0.48 m 1.5 Kg/cm2 cap. Port.del ter 7326.08 Kg/m2 0.73 Kg/cm2 ok 681.26 Kg/m2 0.07 Kg/cm2 ok
Diseño del Macizo de Anclaje Calculos Area del Macizo
98.35 A = 98347 Kg 11.19 D = Diámetro del Macizo 2 4.4 D = 2 usar Macizo de Anclaje 2000 Kg/cm D = 4.00 pulg T máx Tracción Máxima en el Fiador F.S Factor de seguridad f s Resistencia a la Tracción del Fierro Liso Vista en planta de la cámara de anclaje
cm2 cm pulg
e d e j o a z l i c c a n a M
Cable del Fiador
a 3.50
m
l 3.50 m DISEÑO DE LA ESTRUCTURA APORTICADA (DISEÑO DE LA TORRE)
Carga Vertical Sobre la torre (P) V máx 7305.04 Kg P 14610.08 Kg Carga Total Producida Sobre la Torre 14610.08 Kg Carga Actuante en el centro de la torre P Predimensionamiento del Pórtico Predimensionamiento de Columnas del pórtico 14610.08 Kg P1 dimensiones Ag usar Sección Mínima Ag calculada 2 f' c columna 210 Kg/cm usar f y 4200 Kg/cm2 b 30 cm b 30 ### cm2 900 cm2 2% cuantia t 30 cm t 30 Predimensionamiento de las Vigas de Arriostre RESUMEN GENERAL o i dimensiones de las dimensiones de las o dimensiones s t n Las vigas cumplirán n Vigas Vigas columna e i e estrictamente la funcion de m i m b 30 cm 30 cm b 30 d a arriostramiento a las columnas b e n r h 30 cm h 30 cm t 30 p DIMENSIONES DEL PORTICO (GEOMETRIA DEL PORTICO) dimensiones de las Area dimensiones de las Area Vigas columnas m2 m2 h b 0.30 m b 0.30 m 0.09 0.09 h 0.30 m t 0.30 m segundo nivel h2
o r e c l e v i n
l e v i n
columnas h = 0.30 m ho = 2.00 m longitud total 2.30 m vigas h = 0.30 m L = 1.2 m 1.2 m luz libre (L) columnas h = 0.30 m h1 = 2.85 m longitud total 3.15 m
2
volumen 0.4140
h m3 1
primer nivel
h1
volumen 0.108
2
volumen 0.567
h
m3
m3
nivel cero
ho
e m i r p
l e v i n o d n u g e s
γcºcº =
vigas h = 0.30 m L = 1.2 m 1.2 m luz libre (L) columnas h = 0.30 m h2 = 2.85 m longitud total 3.15 m vigas h = 0.35 m L = 1.2 m 1.2 m luz libre (L)
2.4 Tn/m3
b
1
L=
0.108
ALTURA TOTAL DEL PORTICO (H T ) H T = 8.6 m
m
3
2
volumen 0.567
m3 1
volumen 0.108
m3
PESO TOTAL DEL PORTICO (P2) peso especifico del concreto
primer nivel
Segundo nivel
columnas volumen
columnas volumen
columnas volumen
m3
vigas volumen
0.108
0.567
m3
0.567
vigas volumen
m3
Peso del nivel cero 1.25
b
volumen
nivel cero
0.414
1.2
Tn
0.108
m3
vigas volumen
m3
0.108
m3
Peso del primer Peso del Segundo nivel nivel 1.62 Tn 1.62 Tn Peso Total del Pórtico (P2) P2 4.49 Tn CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO
Carga de viento proveniente del sistema aéreo, trasmitida como una Fv fuerza cortante que actúa en la cúspide de la torre.
P1 W2 F2
Fv
Fo de sismo distribuido en cada F1 Fuerzas nivel del pórtico F2
v 1 W
W v 2
W1 carga distribuida en cada nivel del órtico; por ejemplo: W1 representa W2 el peso del primer nivel expresado W1 or metro lineal; W2 representa el eso del segundo nivel expresado en metro lineal.
F1
v 2 W Wo
Fo Wv1 Carga distribuida que el viento ejerce Wv2 sobre la torre la carga ejercida por el cable P1 Es principal y el fiador la carga debido al peso propio del Esquema general en el que se muestra todas las fuerzas que ac P2 Es pórtico sobre el pórtico
CALCULO DE LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO Datos para el cálculo de Fv resultados de Cálc Cn = 0.55 Coeficiente para tubos con superficies lisos q = 15 Kg/m2 Presión dinámica del viento 134.11 Fv d = 8.0 pulg Diámetro de la Tuberia de FºGº (d) 0.1341 L = 80.0 m Longitud Total del Puente(L) Datos para el cálculo de Wv1 resultados de Cálc Cn = 2.8 Coeficiente para torres q = 25 Kg/m2 Presión dinámica del viento 17.5 Wv1 d = 0.25 m Peralte de la viga de arriostre en la torre 0.0175 8.750 Wv2 0.009 14610.08 Resultados de Calculo de P1 P1 14.61 4492.8 Resultados de Calculo de P2 P2 4.49 CALCULO DE LA FUERZA SISMICA QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO (F1, F2) Datos para el cálculo de las cargas producidas por resultados de Cálculo sismo Rd = 4 Factor de ductilidad Carga total sobre el pórtico(P) Z = 0.4 Factor de zona U = 1.5 Factor de uso e importancia la cortante Basal (H) S = 1.2 Factor de suelo C = 0.4 Coeficiente Sísmico
33712.96 33.71 2427.33 2.43
Cálculo del Coeficiente Sísmico (C) datos calculos N= 2 Número de pisos (Arriostre) T= 0.16 seg Periodo predominante del suelo, está esta e Ts = 0.2 C = 0.44 en función al tipo de suelo ran CALCULO DE LAS FUERZAS SISMICAS EN CADA NIVEL DEL PORTICO h= 8.6 m b= 1.8 m f = 0.85 ; si : h/b >6 h/b = 4.78 f = 1.00 ; si : h/b <3 nivel Pi(Tn) hi(m) Pihi f Fi(Tn) 2 1.62 6.15 9.96 0.85 1.387 1 1.62 3 4.86 1 0.796
0
1.25
2.15 suma
2.69 14.82
1
0.441
Resultados de Calculo de F0
F0
Resultados de Calculo de F1
F1
Resultados de Calculo de F2
F2
CALCULO DE W1 Y W2 Peso total actuante en el segundo nivel 2 16.23 Tn Peso total actuante en el primer nivel 1 1.62 Tn W2 Peso total actuante en el primer nivel 0 1.25 Tn W1 Luz libre de Viga entre ejes de columnas (L') 1.5 m Wo P'2 =P1+Peso segundo nivel P'1 = Peso del primer nivel
441.08 0.44 795.85 0.8 1386.76 1.39
Calculos 10.82 Tn/ 1.08 Tn/ 0.84 Tn/
Resultados de Calculo de W2
W2
10.82
Resultados de Calculo de W1
W1
1.08
Resultados de Calculo de W2
Wo
0.84
RESUMEN DE CALCULO DE LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO Fv
134.11
Kg
P1
Wv1
17.50
Kg/m
P2
4492.8
Wv2
8.75
Kg/m
Fo
10820.1 Kg/m
W1
W2
14610.08 Kg
F1
795.85
Kg
Kg
F2
1386.76
Kg
441.08
Kg
Wo
835.2
1080
Kg/m
Kg/m
ingresar datos en las celdas amarillas no tocar las celdas rojas
m 25 cm
ía,
E
total riba y o
cm
brazaderas(P1) Diseño de los pernos por Aplastamiento t=Espesor de la plancha de abrazadera
c NEMP cm 0.36 0.49 0.61 0.73 0.85 x 0.97 1.1 x 1.24 x 1.37
Diámetro nominal de la varilla. Perímetro de la varilla. Area de la Sección Transversal de la Varilla. Peso por metro lineal de la varilla. Máximo espaciamiento entre corrugaciones de la varilla. Altura mínima de las corrugaciones de la varilla. Cuerda de la corrugaciones de la varilla. No existe en el mercado Peruano.
Cuadro Nº 10 Presión Máxima de Trabajo Según Clase de Tubería
CLASE DE PRESION MAXIMA TUBERIA DE PRUEBA (m) 5 50 7.5 75 10 100 15 150
