MEMORIA CALCULO PORTICO L= 25m.pdf

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C.

MEMORIA DE CALCULO

Puente Portico

L = 25.00 m


CONTENIDO

1. DESCRIPCION 1.1 CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA 1.2 FILOSOFIA DEL DISEÑO 1.3 CRITERIOS BASICOS DEL DISEÑO 2. ANALISIS ESTRUCTURAL 2.1 NORMAS UTILIZADAS PARA EL DISEÑO 2.2 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES 3. MODELO MODELO ESTRUCTURAL 3.1 MATERIALES ESTRUCTURALES 3.2 CARACTERISTICAS MECANICAS 3.3 Rigideces de elementos 3.4 GEOMETRIA DEL PORTICO 3.6 ECUACION DEL EJE DE L A VIGA 3.7 GEOMETRIA DEL MODELO DE COLUMNAS 4.0 CUANTIFICACION CUANTIFICACION DE CARGAS ACTUANTES 4.1 CARGAS PERMANENTES 4.2 CARGAS VEHICULARES DE DISEÑO DISEÑO 4.3 CARGAS POR SISMO 4.4 EFECTOS DEL SUELO 5.0 CONSIDERACIONES DE DISEÑO 5.1 SUPERESTRUCTURA 5.2 CIMENTACIONES 5.3 CASOS DE CARGA CONSIDERADOS 5.4 COMBINACIONES DE CARGA 6.0 RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL 6.1 MOMENTOS FLECTORES 6.2 FUERZAS CORTANTES CORTANTES 6.3 FUERZAS AXIALES 6.4 ENVOLVENTES DE COMBINACIONES PARA DISEÑO 7.0 CONTROL CONTROL DE DEFLEXIONES 7.1 DEFLEXIONES CALCULADAS 7.2 DEFLEXIONES DEFLEXIONES LIMITES 8.0 DISEÑO ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS ELEMENTOS 8.1 DISEÑO DE ZAPATA DE CIMENTACION 8.2 DISEÑO DE REFUERZO EN COLUMNAS 8.3 DISEÑO DE VIGAS 8.4 DISEÑO DE LOSA DE APROXIMACION 8.5 DISEÑO DE LOSA DE TABLERO 8.6 DISEÑO DE PARED FRONTAL 8.7 OTROS OTROS ELEMENTOS


1. DESCRIPCION

1.1 CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA LOS PORTICOS SON DEL TIPO SECCION VARIABLE , DE CONCRETO ARMADO, ARMADO, CUENTAN CON UNA CIMENTACION CIMENTACION CORRIDA DE CONCRETO ARMADO, SOBRE LA QUE SE DESARROLLA LA ELEVACION, LA MISMA QUE VARIA POR EFECTO DE LA LA VARIAVILIDAD DEL PERALTE PERALTE DE LA ESTRUCTURA.. EL PORTICO ESTA CONFORMADO POR COLUMNAS - MURO DE PERALTE VARIABLE , LA VIGA TIENE SECCION VARIABLE MAYOR EN LOS EXTREMOS MINIMA EN LA PARTE CENTRAL DEL PUENTE. LAS CARGAS DE DISEÑO, SON LAS LAS DENOMINADAS DENOMINADAS hl-93 ACORDE ACORDE A LAS NORMAS NORMAS PARA PARA PUETNE CARRETEROS. LAS CIMENTACIONES SON DEL TIPO ZAPATA SUPERFICIAL, DE ESPESOR, CONSTANTE QUE TRANSMITEN LAS CARGAS AL SUELO DE CIMENTACION.

Por tanto, la estructura tendra una luz libre interior de 25 m la altura total de la estructura será de 8 m para proteger la cimentacion de la socavación.

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 1.2 FILOSOFIA DEL DISEÑO EL PORTICO SE HA DISEÑADO CONSIDERANDO CONDICIONES DE SERVICIABILIDAD PARA EL CONTROL DE ESTABILIDAD ( VOLTEO Y DESLIZAMIENTOI) Y DE PRESIONES TRANSMITIDAS A LOS ESTRATOS DEL SUELO EN EL QUE SE APOYA LA CIMENTACION. LOS ESTADOS DE RESISTENCIA ULTIMA, HAN SIDO CONSIDERADOS, PARA CUMPLIR CON LOS REQUISITOS FUNDAMENTALES DE RESISTENCIA, RIGIDEZ , SEGURIDAD, DURABILIDAD, EN LA PARTE DE DISEÑO DE TODOS LOS COMPONENTES ESTRUCTURALES Y QUE ASEGUREN SU ADECUADO COMPORTAMIENTO PARA LAS CARGAS DE DISEÑO. LAS RESISTENCIAS DE LOS ELEMETOS ESTRUCTURALES HAN SIDO DETERMINADAS TENIENDO EN CONSIDERACIÓN EL COMPORTAMIENTO NO ELASTICO DE LOS MATERIALES, EN COMPORTAMIENTO NOLINEAL PARA EL CONCRETO CON LOS BLOQUES RECTANGULARES DE ESFUERZOS EQUIVALENTES Y EL MODELO ELASTO - PLASTICO PARA EL ACERO DE REFUERZO. LOS EFECTOS DE LAS FUERZAS SON CALCULADOS EN BASE AL ANALISIS ELÁSTICO, CONSIDERANDO LAS CARACTERISTICAS MECANICAS Y RIGIDECES DE LOS ELEMENTOS.

1.3 CRITERIOS BASICOS DEL DISEÑO

SE HA EVALUADO EN FORMA MULTIDISCIPLINARIA LA APROPIADA SOLUCION DE LA ESTRUCTURA Y SU RELACION CON LA FUNCION A SERVIR, EN BASE A LAS CONSIDERACIONES TOPOGRÁFICAS DE LA ZONA SE HA DEFINIDO EL TRAZADO Y DISEÑO VIAL DE LA VIA, ASI COMO LAS CONSIDERACIONES DE ENLACE CON LA VIA. EL TRAZO EN PLANTA DETERMINA QUE LAS ESTRUCTURAS SE DESARROLLEN EN CURVA EN PLANTA, POR TANTO CUENTA CON UN PERALTE CON LA FINALIDAD DE UBICAR LAS EN LA FORMA MAS APROPIADA PARA EL CRUCE. SUMADO A LO ANTERIOR SE HAN CONSIDERADO LOS C RITERIOS DE FACILITAR LA CONSTRUCCION Y EL USO RACIONAL DE LOS MATERIALES. EL ASPECTO DE DETALLAJE ESTRUCTURAL, CONTEMPLADO EN LA ESPECIFICACION DE LOS ELEMENTOS SU UBICACION ACOTAMIENTO DE DIMENSIONES Y DETALLAJE DE LA UBICACION DE LOS REFUERZOS ES UN CRITERIO QUE PERMITE ASEGURAR LA CORRECTA REALIZACION Y UN BUEN COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL A LARGO PLAZO. SIENDO ESTOS CRITERIOS CONJUNTOS LOS QUE CONDICIONAN LA SOLUCION ADOPTADA. ASÍ COMO LOS ASPECTOS REFERIDOS A SERVICIABILIDAD, CONSTRUCTIBILIDAD, INSPECCION, ECONOMIA Y 0.34359214 ESTÉTICA.


2. ANALISIS ESTRUCTURAL 2.1 NORMAS UTILIZADAS PARA EL DISEÑO

Este proyecto se realiza ACORDE CON LAS NORMAS QUE SE INDICAN. El análisis y diseño del puente se ha realizado considerando: El Reglamento Nacional de Construcciones La Norma de Concreto Armado NTE E060 Las Especificaciones LRFD para Diseño de Puentes AASHTO 2010 En el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, se contempla las disposiciones de la Dirección General de Caminos, estando vigente el Manual de Diseño de Puentes 2003 ACI -318 Como norma complementaria. 2.2 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES

A

CARGAS PERMANENTES Son aquellas que actúan durante toda la vida útil de la estructura sin variar significativamente, o que varían en un solo sentido hasta alcanzar un valor límite. Corresponden a este grupo el peso propio de los elementos estructu rales y las cargas muertas adicionales tales como las debidas al peso de l a superficie de rodadura. También se consideran cargas permanentes el empuje de tierra, los efectos debidos a la contracción de fragua y el flujo plástico, las deformaciones permanentes originadas por los procedimientos de construcción y los efectos de asentamientos de apoyo. El peso propio se determinará considerando todos los elementos que sean indispensables para que la estructura funcione como tal. Las cargas muertas incluirán el peso de todos los elementos no estructurales, tales como veredas, superficies de rodadura, barandas, postes, tuberías, ductos y cables. El peso propio y las cargas muertas serán estimados sobre la base de las dimensiones indicadas en planos y en cada caso considerando los valores medios de l os correspondientes pesos específicos.

B

CARGAS VIVAS DE VEHICULOS Siendo cargas móviles, son consideradas como aquellas para las que se observan variaciones frecuentes y significativas en términos relativos a su valor medio. Las cargas variables incluyen los pesos de los vehículos y personas, así como los correspondientes efectos dinámicos, las fuerzas de frenado y aceleración, las fuerzas centrífugas, las f uerzas laterales . De acuerdo a lo indicado la carga viva de di seño es la denominada HL-93.Se detalla en este documento, más adelante. Siendo la carga de diseño una combinacion de cargas puntuales y distribuidas.

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. C

OTRAS CARGAS Corresponden a este grupo las fuerzas apli cadas durante la construcción, las fuerzas debidas a empuje de agua y subpresiones, los efectos de variaciones de temperatura, las acciones de sismo y l as acciones de viento en las combinaciones de carga que estipulan las normas anteriormente mencionadas..

0.34359214 3. MODELO ESTRUCTURAL Se considera el portico conformado por una estructura contenida en el plano vertical, el analisis se efectua considerando las simensiones de las vigas, columnas y losa, por lo que la estructura se modelo como una del tipo 3-D, cuyo comportamiento est'aà determinado por los efectos de las deformaciones por flexión. Se calcularán las acciones y las fuerzas internas y reacciones. Las cargas vivas actuan sobre elementos bidimensionales que representan la contribucion de la losa de rodadura, que es soportada por el portico (viga-columna), y transferidas al suelo de cimentacion mediante las zapatas dispuestas para tal fin.


Dado el ancho del tablero para 4 vias y separador sentral, así como veredas amplias, se ha detrerminado el empleo de 4 vigas para cada puente paralelo. Se ha tenido el cuidado de poner una viga que coincida en mayor parte con el muro separeador de trafico para que las acciones sobre este no afecten a la losa del tablero. Esto permitirá asimismo tomar de mejor manera la ampliacion que tien el puente en la marges izquierda para permitir el giro de entrada salida de los vehiculos en esta zona.


3.1 MATERIALES ESTRUCTURALES Se ha efectuado e predimensionamiento considerando: Las diversas alturas de los muros que se presentan en el proyecto, cargas actuantes.

se ha contemplado el tipo de suelo y las

Asimismo se ha considerado que se emplearán los siguientes materiales estructurales:

Concreto

fć =

210 kg f/cm2

en zapatas corridas, veredas y parapetos

fć =

100 kgf /cm2 + 30% PM

en rellenos nivelantes en estructuras.

fć =

280 kg f/cm2

en pórtico, losa de aproximación.

Acero

Corrugado

ASTM A-615 Grado 60

fy =

4200 kg f/cm2

Estructural planchas

ASTM A709M Grado 250

fy =

2500 kg f/cm2

3.2 CARACTERISTICAS MECANICAS

CONCRETO ARMADO

175

210

MASA

245

245

PESO

2,400

MODULO

E

MODULO POISSON COEFICIENTE DILATACION

fć en kg/cm2 245

280

315

350 kg/cm2

245

245

245

245

2,400

2,400

2,400

2,400

2,400

210,000

230,000

250,000

270,000

280,000

300,000

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

1.0E-05

1.0E-05

1.0E-05

1.0E-05

1.0E-05

1.0E-05

kg s2 / m kg kg/cm2

/ °C


DISEÑO

Acero

fy

4,200

4,200

4,200

4,200

4,200

4,200

kg/cm2

Concreto

fć

175

210

245

280

315

350

kg/cm2

Acero

fys

4,200

4,200

4,200

4,200

4,200

4,200

kg/cm2

Concreto

fcs

175

210

245

280

315

350

kg/cm2

ACERO ESTRUCTURAL

TIPO

A-36 fy

2500

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

3.3 Rigideces de elementos

ACI-318

Vigas

0.35

Columnas

0.70

Muros No fisurados

0.70

Fisurados

0.35

Losas en sistemas losa columna

0.25

Para condiciones ultimas (mayoradas ) se habrían fisurado las secciones de concreto Por lo que las rigideces se habrían modificado a lo siguiente: VIGA EXTREMOS b= h= r=

45 cm 180 cm 15 cm

d= h-r =

f`c =

280 kg/cm2

fy =

pmax = 0.75 pb= As max = As a verificar= p colocada =

Ig = bh3 /12 =

0.0213801 158.7 106.1 cm2 0.0143

21870000 cm4 165 cm 4200 kg/cm2

As min= Mu = As fy z =

24.75 cm2 588.10752 tn-m

kg/cm2


Ec = Es =

250998.008 2.00E+06 n = Es / Ec =

k = ( n2 p2 + 2 np ).5

-np =

8.0

0.377

I = b dk 3 / 12 + b kd (kd/2) 2 + As n ( d - kd)2 =

12542253.5

Factor = Inercia fis / I g =

0.573

VIGA CENTRO

45 cm 90 cm 10 cm

b= h= r=

f`c =

Ig = b h3 / 1 d= h-r =

280 kg/cm2

pmax = 0.75 pb= As max = As a verificar= p colocada =

2733750 cm4 80 cm

fy =

0.0213801 77.0 51.0 cm2 0.0142

4200 kg/cm2

As min=

12.00 cm2 Mu = As fy z =

Ec =

250998.008

Es =

2.00E+06 n = Es / Ec =

k = ( n2 p2 + 2 np ).5

-np =

137.088 tn-m

8.0 0.375490013

I = b dk 3 / 12 + b kd (kd/2) 2 + As n ( d - kd)2 =

1420941.62

Factor = Inercia fis / I g =

0.520

Por lo que para mejor modelacion del portico se considera: Para los elementos de viga (elemento horizontal) Promedio = (2 Iext + I centro) / 3 =

0.56

Para los elementos de columna ( elemento vertical) Factor =

0.7 ACI 318


3.4 GEOMETRIA DEL PORTICO 3.5) Estribo Izquierdo: L=

25.00

m

H=

8.00

m Peralte para elementos de concreto armado continuos 2.91.4.1-1MTC h > 0.065 L = 1.625 m Se adopta En los extremos h = 1.80 m En el centro h2 = 0.90 m L / 2 = 12.50 m bw = 0.45 m

1.80

0.900 1.80

H

4.70

fć =

100 kgf /cm2 + 30% PM en rellenos nivelantes en estructuras.

fć =

210 kg f/cm2 en zapatas corridas

fć =

280 kg f/cm2 en elevacion , losa viga y losas aprox.

1.5 1.20

4.00 B

Acero Corrugado

Grado 60

fy =

4200 kg f/cm2

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 3.6 ECUACION DEL EJE DE L A VIGA

L = 12.50 m

h

0.900

X

1.80 1.26

Z = K X 2

h cálculo

2

h = z + 0.900

k = Z / (X ) =

Z

0.00576

X de clave

Z ecuación

X eje

Z eje

Z construcción

h peralte

h peralte medio

h cálculo

0.00 1.25 2.50 3.75 5.00 6.25 7.50 8.75 10.00 11.25 12.50

0.00 0.01 0.04 0.08 0.14 0.23 0.32 0.44 0.58 0.73 0.90

12.50 11.25 10.00 8.75 7.50 6.25 5.00 3.75 2.50 1.25 0.00

1.350 1.346 1.332 1.310 1.278 1.238 1.188 1.130 1.062 0.986 0.900

0.900 0.891 0.864 0.819 0.756 0.675 0.576 0.459 0.324 0.171 0.000

0.90 0.91 0.94 0.98 1.04 1.13 1.22 1.34 1.48 1.63 1.80

0.90 0.92 0.96 1.01 1.08 1.17 1.28 1.41 1.55 1.71

0.90 0.92 0.96 1.01 1.08 1.18 1.28 1.41 1.56 1.72

TYPE POINT POINT POINT POINT POINT POINT POINT POINT POINT POINT POINT POINT

NAME 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

X 0.00 0.00 1.25 2.50 3.75 5.00 6.25 7.50 8.75 10.00 11.25 12.50

Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Z 5.60 5.60 5.69 5.76 5.83 5.89 5.94 5.98 6.01 6.03 6.05 6.05

COORDENAS PARA GENERACION DE MODELO ESTRUCTURAL

Origen en unión cara interna columna y zapata.


3.7 GEOMETRIA DEL MODELO DE COLUMNAS

1.80 fć =

280 kg f/cm2 en elevacion , losa viga , placas y columnas.

Acero Corrugado

1.80

Grado 60

fy =

4200 kg f/cm2

Ecuacion del Eje de columna:

H

X=mZ+b 4.70 -0.6

= m x

0

+b -0.6

4.70

+

b = -0.9

= m x m =

1.5

-0.6

-0.0638298

Ecuación del peralte de la columna:

h=mZ+b 1.20 1.20

= m x

0

+b 1.20

4.70

+

b = 1.80

= m x

1.20


m =

ECUACION DEL EJE DE L A COLUMNA:


0.12765957

Z

X

h peralte

h peralte medio

h cálculo

0.00 0.47 0.94 1.41 1.88 2.35 2.82 3.29 3.76 4.23 4.70

-0.60 -0.63 -0.66 -0.69 -0.72 -0.75 -0.78 -0.81 -0.84 -0.87 -0.90

1.20 1.26 1.32 1.38 1.44 1.50 1.56 1.62 1.68 1.74 1.80

1.23 1.29 1.35 1.41 1.47 1.53 1.59 1.65 1.71 1.77

1.24 1.30 1.36 1.42 1.48 1.54 1.60 1.66 1.72 1.78


NAME 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

X -0.600 -0.630 -0.660 -0.690 -0.720 -0.750 -0.780 -0.810 -0.840 -0.870 -0.900 -0.900

Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000

Z 0.000 0.470 0.940 1.410 1.880 2.350 2.820 3.290 3.760 4.230 4.700 5.600

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 3.8) Estribo Derecho: L=

25.00

m

H=

8.00

m Peralte para elementos de concreto armado continuos 2.91.4.1-1MTC h > 0.065 L = 1.625 m Se adopta En los extremos h = 2.00 m En el centro h2 = 0.90 m L / 2 = 12.50 m

1.80

0.900 1.80

H

4.70

fć =

100 kgf /cm2 + 30% PM en rellenos nivelantes en estructuras.

fć =

210 kg f/cm2 en zapatas corridas

fć =

280 kg f/cm2 en elevacion , losa viga y losas aprox.

1.5 1.20

4.00 B

Acero Corrugado

Grado 60

fy =

4200 kg f/cm2

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 3.10 GEOMETRIA DEL MODELO DE COLUMNAS

1.80 fć =

280 kg f/cm2 en elevacion , losa viga , placas y columnas.

Acero Corrugado

1.80

Grado 60

fy =

4200 kg f/cm2

Ecuacion del Eje de columna:

H

X=mZ+b 4.70 0.6

= m x

0

+b 0.6

4.70

+

b = 0.9

= m x m =

1.5

0.6

0.06382979

Ecuación del peralte de la columna:

h=mZ+b 1.20 1.20

= m x

0

+b 1.20

4.70

+

b = 1.80

= m x

m =

ECUACION DEL EJE DE L A COLUMNA:

0.12765957

Z

X

h peralte

h peralte medio

h cálculo

0.00 0.47 0.94 1.41 1.88 2.35 2.82 3.29 3.76 4.23 4.70

0.600 0.630 0.660 0.690 0.720 0.750 0.780 0.810 0.840 0.870 0.900

1.20 1.26 1.32 1.38 1.44 1.50 1.56 1.62 1.68 1.74 1.80

1.23 1.29 1.35 1.41 1.47 1.53 1.59 1.65 1.71 1.77

1.24 1.30 1.36 1.42 1.48 1.54 1.60 1.66 1.72 1.78

1.20




NAME 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

X 0.600 0.630 0.660 0.690 0.720 0.750 0.780 0.810 0.840 0.870 0.900 0.900

Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000

Z 0.000 0.470 0.940 1.410 1.880 2.350 2.820 3.290 3.760 4.230 4.700 5.600

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. ELEMENTOS EN EL MODELO ESTRUCTURAL


Vista 3-D del modelo del puente portico

Vista de asisgnacion de elementos


4.0 CUANTIFICACION DE CARGAS ACTUANTES

METRADO DE CARGAS

4.1 CARGAS PERMANENTES Son aquellas que actúan durante toda la vida útil de la estructura sin variar significativamente, o que varían en un solo sen tido hasta alcanzar un valor límite. Corresponden a este grupo el peso propio de los elementos estructurales y las cargas muertas adicionales tales como las debidas al peso de la superficie de rodadura. También se consideran cargas permanentes el empuje de tierra, los efectos debidos a la contracción de fragua y el fl ujo plást ico, las deformaciones permanentes originadas por los procedimientos de construcción y los efectos de asentamientos de apoyo. El peso propio se determinará considerando todos los elementos que sean indispensables para que la estructura funcione como t al. Las cargas muertas incluirán el peso de todos los elementos no estructurales, tales como veredas, superficies de rodadura, barandas, postes, tuberías, ductos y cables.

a

Losa Relleno

w t/m

b

0.00 0.00

0.90 1.00

2.40 1.90

0.00 Considerado por el programa 0.00 No hay 0.00 `= WDc

Asfalto

0.05

1

2.2

0.11 tn/m2

Muro separad barandas

0.3 0.15

1 1.25

2.4

0.72 tn/m2 0.19 tn/m2 0.91 `= WDc

`= WDw

0.91 tn/m2 Para el análisis sísmico se considerará: Masa nodal en viga de pórtico: Long.

peso

masa

1.25

1.13

0.12

tn s2 / m

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 4.2 CARGAS VEHICULARES DE DISEÑO HL-93 K

P= 145.0 kN P= 145.0 kN

P= 35.0 kN

w= 9.30 kN/m MANUAL y LRFD(SI) 1.80 m

0,6 "en general" 0,3 diseño losas w= 9.30 kN/

Variable



4.27 m



4.27 m

3.00 m

a

9.14 m VISTA

LONGITUDINAL

VISTA TRANSVERSAL

HL-93 M

P= 110.0 kN



P= 110.0 kN

w= 9.30 kN/m MANUAL y LRFD



1.22 m

4.3 CARGAS POR SISMO Se consideran aquellas cuya ocurrencia se dara una sola vez con un período de retorno que puede ser significativamente mayor al de la vida util de la estructura. Serán tomadas en cuenta para asegurar la supervivencia estructural del puente durante un sismo importante. Espectro de diseño El calculo del espectro de diseño se hace conforme al AASHTO 2004, 3.10 Se consideran los siguientes parametros. Clasificacion de importancia Coeficiente de aceleracion Categoria comportamiento sismic Tipo de Suelo Coeficiente de sitio Respuesta Gravedad

Categoria A= SPC = S= R= g=

I 0.330 D I 1.000 2.000 9.800

Puente esencial 3.10.3 Mapa iso aceleraciones Manual Puentes MTC

Tabla 3.10.7.1-1 m/s2 Factor de escala

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. a carga s sm c a se expresa me an e e coe c e n e e ace e rac n, e cua ene una pro a Esto es aproximadamente el 15 % de probabilidad de ser excedido en 75 años). Lo que corresponde a un periodo de retorno de 475 años.

Para el analisis multimodal Csm = 1.2 A S / Tm 2/3 < 2.5 A Csm = Csm max = 2.5 A =

3.10.6.1-1 0.396 Tm 2/3

0.825 Sa = Cs / R

a = ( Cs / R) g

a

e

e ser exce

Csm 0.825 0.825 0.825 0.825 0.729 0.629 0.557 0.502 0.460 0.425 0.396 0.372 0.351 0.332 0.316 0.302 0.289 0.278 0.268 0.258 0.249

T 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00

o en

a os

Sa 0.413 0.413 0.413 0.413 0.365 0.314 0.278 0.251 0.230 0.212 0.198 0.186 0.175 0.166 0.158 0.151 0.145 0.139 0.134 0.129 0.125


4.4 EFECTOS DEL SUELO

Capacidad admisible a nivel de cimentación

Del Estudio de Mecánica de Suelos 3 4.00 kg/cm2 4.00 kg/cm2

Factor de seguridad = Esfuerzo permisible del terreno (Estribo Izquierdo) = Esfuerzo permisible del terreno (Estribo Derecho)= Caracteristicas del empuje de tierras Empuje de Tierras Material de relleno El terreno de la zona, caracteristicas mecánicas Angulo de fricción interna

phi =

Peso unitario = m

35

grados

1800 kg/m3

=

0.3

E=

1500 kg/cm2

Empuje de Tierras Se considera que el empuje de tierras, en forma general, es linealmente proporcional a la profundidad del suelo, calculandose para una profundidad z con la siguiente expresion p = k peso unitario z Para muros con respaldo interno vertical y con relleno horizontal ka = tan2 (45 - phi/2) =

0.271

Empuje Sismico de Tierras Se usa el metodo seudo estatico de Mononobe-Okabe para calcular el empuje de tierra inducido por sismo. Para muros con respaldo interno vertical y con relleno horizontal Kae =

cos2(phi - teta ) cos teta cos(d + teta) [ 1 + raiz { seno (phi+d) seno(phi-teta) / cos(d+teta) } ]

phi =

0.611 rad

kv =

0.000

kh = 0.50 A =

2

valores entre 0.00 y 0.05

0.165

teta = atan [ kh / (1-kv) ] =

0.164 rad

d = 0.75 phi =

0.458 rad

valores entre 0.50 phi y 0.75phi Kae = 0.358


At Rest Coeficient:

3.11.5.2 ko = 1 - sin f =

Active Coefficient:

0.426

3.11.5.3

d b q f

r=

Pasive coeficient:

30 tabla 3.11.5.1-1 0 90 35 3.14977939

Ka =

0.284

3.11.5.4 con: q f

90 35 Figura 3.11.5.4.1

kp =

5.00

5.0 CONSIDERACIONES DE DISEÑO

5.1 SUPERESTRUCTURA FILOSOFIA DE DISEÑO EL PORTICO SE HA DISEÑADO CONSIDERANDO CONDICIONES DE S ERVICIABILIDAD PAR A EL CONTROL D E ESTABILIDAD ( VOLTEO Y DESLIZAMIENTOI) Y DE PRESIONES TRANSMITIDAS A LOS ESTRATOS DEL SUELO EN EL QUE SE APOYA LA CIMENTACION. LOS ESTADOS DE RESISTENCIA ULTIMA, PARA CUMPLIR CON LOS REQUISITOS FUNDAMENTALES DE RESISTENCIA, RIGIDEZ , SEGURIDAD, DURABILIDAD, EN LA PARTE DE DISEÑO DE TODO S LOS CO MPONENTES ESTRUCTURALE S Y QUE ASEGUREN SU ADECUADO COMPORTAMIENTO PARALAS CARGAS DE DISEÑO. LAS RESISTENCIAS DE LOS ELEMETOS ES TRUCTURALES HAN SIDO DETERMINADAS TENIENDO EN CONSIDERACIÓN EL COMPORTAMIENTO NO ELA STICO DE LOS MATERIALES, EN COMPORTAMIENTO NOLINEAL PARA EL CONCRETO CON LOS BLOQUES RECTANGULARES DE ESFUERZOS EQUIVALENTES Y EL MODELO ELASTO - PLASTICO PARA EL ACERO DE REFUERZO. LOS EFECTOS DE LAS FUERZAS SON CALCULADOS EN BASE AL ANALISIS ELÁSTICO, CONSIDERANDO LAS CARACTERISTICAS MECANICAS Y RIGIDECES DE LOS ELEMENTOS.

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. ESTADOS LIMITES Las componentes estructurales deberán ser proporcionados para satisfacer los requerimientos en todos los estados límites apropiados. Estado Límite de Resistencia

R1 = 1.25 Dc + 1.5 Dw + 1.5 Eh + 1.75 ( LL+IM) R2 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 1.75 ( LL+IM)

Estado Límite de Evento Extremo E3 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 0.5( LL+IM) + 1.00 EQ Estado Límite de Servicio S1 = 1. Dc + 1. Dw + 1. Eh + 1. ( LL+IM) Estados Límite de Fatiga y Fractura F1 = 0.75 ( LL+IM) VERIFICACIONES DE SEGURIDAD Se ha diseñado el portico como estructura contínua. Conformada por losa de rodadura, vigas columnas y zapatas, estableciendose la continuidad por las relaciones de rigidez entre los elementos. Se ha consideraco las capacidades del terreno para transmitir las cargas, y asentamientos sin afectar a la estructura y /o al suelo. Las vigas se han diseñado a flezion bajo un comportamiento ductil, efectuándose la verificacion por cortante y el calculo de los estribos. La Columans se han diseñado a flexo-compresión. Considerando las cargas actuantes y las limitaciones de cuantias para un armado adecuado y los niveles esperados de ductilidad. La cimentación se ha diseñado en planta y elvacion considerando las cargas a transmitir al suelo y los esfuerzos de flezion y cortante que se presentan en las diverzas zonas de la misma.

AASHTO 2010 nD =

1.00

AASHTO 1.3.3

Diseño que cumple con especificaciones

nR =

1.00

AASHTO 1.3.4

Redundancia convencional

nI =

1.00

AASHTO 1.3.5

Puentes tipicos

n = nD +nR +n I =

1.00


ELEVACION DE SUBESTRUCTURA

Se verifica el comportamiento del cuerpo como elemento en compresion axial y sometido a cargas de flexion. Se diseña como viga con carga axial y se chequa como columna. Tambien se considera el diseño por cortante. Los muros y losas se diseñan a flexion en las dos direcciones. Para el diseño de las losas se considera su comportamiento a flexion y corte, modelándolas como elementos planos soportados por los pòrticos.

5.2 CIMENTACIONES DISEÑO ESTRUCTURAL

Refuerzo y distribucion. Considerando las fuerzas actuantes y las reacciones del suelo en los elementos que conforman la cimentación.

VERICACION DE SEGURIDAD

Considerando los aspectos de posibilidad de volteo y deslizamiento que son singulares para este tipo de estructuras, Presiones transmitidas al terreno. Consideración para un comportamiento adecuado a largo plazo acorde con el tiempo de vida util de estas estructu ras.

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 5.3 CASOS DE CARGA CONSIDERADOS

D

peso propio

E1

3.5.1 AASHTO

Empuje simétrico

h= 8.00 3.5.2 AASHTO 3.11.5 ASSHTO

g h ka g ka

s= =

S sismo por peso propio + c permante

3.90 tn/m 0.49

E2

3.90 tn/m

Empuje asimétrico Sismo

0.00 0.32 0.63 0.95 1.27 1.59 1.90 2.22 2.54 2.86 3.17

3.10 AASHTO Sismo

0.00 0.24 0.48 0.72 0.96 1.20 1.44 1.68 1.92 2.16 2.40

Sa = Cs / R

g h kae g kae

s= =

h=

8.00

el menor 1.95 tn/m 0.24

5.15 tn/m 0.64

HL - 93 E3

3.6.1 AASHTO 3.6.2 AASHTO L

h=

8.00

3.11.5.5 AASHTO Mínimo 0.481 tn/m3

carga viva

g e Z =

Se considerara para el diseño estructural las condiciones desfavorables.

Empuje equivalente minim o AASHTO

4.00

0.00 0.23 0.45 0.68 0.90 1.13 1.35 1.58 1.80 2.03 2.26


5.4 COMBINACIONES DE CARGA

Resistencia

R1 = 1.25 Dc + 1.5 Dw + 1.5 Eh3 + 1.75 ( LL+IM) R2 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 1.5 Eh1 + 0 ( LL+IM)

Extrema

E1 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 0.5( LL+IM) + 1.00 EQ E2= 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 1.00 EQ

Servicio

S1 = 1. Dc + 1. Dw + 1. Eh1 + 1. ( LL+IM)

Fatiga

F1 = 0.75 ( LL+IM)

n = nD +nR +n I =

1


6.0 RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL 6.1 MOMENTOS FLECTORES CARGAS PERMANENTES Dc

Dw


L ( HL-93)

Sismo


6.2 FUERZAS CORTANTES Dc

L HL93


6.3 FUERZAS AXIALES

AXIAL

Dc

AXIAL L ( HL-93)


6.4 ENVOLVENTES DE COMBINACIONES PARA DISEÑO

AXIAL MAYORADA

( tn)

RESUMEN DE AXIALES

EN VIGA AL CENTRO

Compresión 138.9 tn

EN EXTREMOS

142.36 tn

EN COLUMNA IZQUIERDO SUPERIOR INFERIOR

104.96 tn 105.69 tn

SUPERIOR INFERIOR

132.69 tn 138.64 tn

DERECHO

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. DISEÑO ESTRUCTURAL 6.4 ENVOLVENTES DE COMBINACIONES PARA DISEÑO

CORTANTES MAYORADOS

RESUMEN DE CORTANTES

EN VIGA AL CENTRO

19.2 tn

EN EXTREMOS

65.96 tn

EN COLUMNA IZQUIERDO SUPERIOR INFERIOR

103.93 tn 76.59 tn

SUPERIOR INFERIOR

141.32 tn 127.03 tn

DERECHO


MOMENTOS MAYORADOS

RESUMEN DE MOMENTOS

EN VIGA AL CENTRO

150.99 tn-m

EN EXTREMOS

573.9 tn-m

EN COLUMNA IZQUIERDA SUPERIOR INFERIOR

437.26 tn-m 149.20 tn-m

SUPERIOR INFERIOR

573.90 tn-m 238.30 tn-m

DERECHA


7.0 CONTROL DE DEFLEXIONES 7.1 DEFLEXIONES CALCULADAS

AASHTO permite controlar las deformaciones con los parametros de relación de luz: Criterios para deflexión ( 2.5.6.2): Para este caso por las cargas se tiene DEFLEXIONES

Dc = Dc muro baranda = D w=

En Servicio cm 3.12 0.52 0.22

L HL-93 =

2.46 (camion +distribuida)

L Tandem =

2.09 (tandem + distribuida)

Camión =

1.10 (solo)


El AASHTO 3.6.1.3.2 indica que el control se efectúa con el camión o con el 25 % del caminón de diseño con la carga distribuida. d =

1.100 cm

7.2 DEFLEXIONES LIMITES

Carga Vehicular, general = L / 800 =

3.13 cm

Cargas Vehicular y peatonal = L/1000 =

2.50 cm

Por lo que la deflexión maxima por sobrecarga =

1.10 cm

es menor a la establecida como limite.

2.50 Conforme.

7.3 EFECTO DEL FLUJO PLASTICO Los valores q ue especifica AASHTO, seran usados para deterrminar los efectos de acortamiento y flujo plastico del concreto. El flujo plástico y el acortamiento del concreto son propiedades variables que de una serie de factores, algunos pueden noser conocidos durante la fase de diseño. 5.4.2.3.1 Considerando: 5.9.5.3 Para el caso de presforzado, las perdidas aproximadas, dependientes del tiempo. 5.9.5.4 para el caso de preesforzado, las perdidas mas precisas, dependientes de l tiempo. Estos valores conjuntamente con el momento de inercia, como se especifica en 5 .7.3.6.2 pueden ser usados para determinar los efectos del acortamiento y flujo plastico del concreto en las deflexiones de las estructuras.

Según 5.4.2.3.1 Estas consideraciones pueden ser empleadas para concreto de fć < 1050 kg/cm2 dado que para nuestro caso empleamos concreto fć = 280 kg/cm2. Son aplicables.

cm


Se puede emplear los indicado en: 5.4.2.3.2

Flujo plástico El coeficiente de flujo plástico, se aplica a la deformación por compresión generada por cargas permanentes, empleada para obtener la deformcion debida al flujo plástico. El flujo plástico se ve afectado por: La magnitud y duracion de la carga, la madurez del concreto en el momento de aplicaciión de las cargas, la temperatura del concreto. Generalmente, el acortamiento del concreto por flujo plástico està comprendido entre 1.5 y 4.0 veces el acortamiento elàstico inicial,

cfp = 1,9 ks khs kf ktd ti(-0,118) =

1.44

5.4.2.3.2-1

Los factores estan definidos por:

ks = 1,45 - 0,13 (V/S) > 1,0

1.00

5.4.2.3.2-2

0.8914

5.4.2.3.2-3

kf = 5 / ( 1+ fći)

1.20

5.4.2.3.2-4

ktd = t / (61 - 4 fći + t)

0.97

5.4.2.3.2-5

khc = 1,56 - 0,008 H

Donde: 83.58 % H = humedad relativa (%) Promedio anual En ausencia de mejor informacion se puede tomar de graficos de humedar relativa promedio anual.

ks = relación volumen / superficie de componente. kf = factor por el efecto de resistencia de concreto khc = factor de humedad


ktd = factor dependiente del tiempo tiempo t = madurez del concreto en dias, entre el tiempo de carga y el considerado considerado en analisis . 1800 dias ( 5 años ACI 318 9.5.2.5) 14 dias ti = edad del concreto (dias) a la aplicación V/S = relación entre volumen / superficie (in.) como la zona comprimida es la losa (tramo simplemente apoyado) La seccion de losa 11.1 m Ancho 0.2 m espesor medio V= 2.22 m3 S= 20.7 m2 V /S = 0.107 m = 4.22 in. 280 kg/cm2 = fć= fći fći= = resi resist sten enci cia a del del conc concre reto to al inic inicio io de la apli aplicaci c ación ón de la carg carga a si se desconoce se se puede tomar 0, 0,8 fć (k (ksi)

4.0 ksi 224 224 kg/c kg/cm m2 3.2 ksi

1.44 5.4.2.3.2-1 cfp = Acorde con ACI 318 9.5.2.5 se adopta adopta conservadora conservadorament mente: e: cfp = 2.00

Deformacion permanente = Deformcion diferida = Deformacion calculada =

3.86 cm 7.72 cm 11.58 cm Se colocará una contraflecha: Contraflecha =

12.00 cm


8.0 DISEÑO ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS 8.1 DISEÑO DE ZAPATA DE CIMENTACION 1.-

ZAPATA

DISEÑO EN PLANTA

Elemento

Servicio P

Volumen

Zapata Relleno talon posterior

Peso esp.

12.9 35.83125

Peso

2.4 1.8

X

30.96 64.49625

M

Mr

-2 -2.625

95.45625

-61.92 -169.30266 -231.22266

2.75 1.5 B=

Dc

4.0

Dw

-50.28 58.14

P = M=

2.15

L HL93

-2.61 4.49

L Tandem

Sismo + -

Empuje 2

-29.99 40.06

-4.65 51.13

2.79 55.23

-31.09 53.7

Pa =

Est 1 Servicio -179.44

Ma=

-449.27

-416.91

-335.26

2.50 -0.50

2.72 -0.72

2.27 -0.27

x i = M/ P = Excentricidad = B/2 - x i =

B/6 =

Est 2 E. Extr emo -153.00

Est 3 E. E. -147.60

0.667 p2= 3.66 p1= 0.51 kg/cm2

Esfuerzo Terreno

1.87 1.87 kg/cm2

2.42 1.02 kg/cm2

Capacidad admisible a nivel de cimentación Factor de seguridad = Esfu Esfuer erzo zo perm permis isib ible le del del ter terre reno no (Est (Estri ribo bo Izqu Izquie ierd rdo) o) = Esfuerzo persimible en si sismo = DISEÑO EN ELEVACION Para un ancho de cimentación

S= B=

1.00 1.00 m

Talón anterior

m= n

m

0.65 m

su

Mu = su * m2 / 2 *100 =

= 2.5 2.5 * smax =

4.68 9.88 tn - m

3 4.00 4.00 kg/c kg/cm m2 12 kg/cm2


fć = fy =

210 kg/cm2 4200 kg/cm2

b = d = ß1 = 0.75 pb =

100 cm 141.2 cm

Kbd2 =

Mu = ainicial=

9.88 t.m 0.44 1.85 cm2 0.44 cm

As =

ac= Acero calculado: calculado:

0.85 0.0262

fierro de As min = bd 14/ fy =

1365.84 t.m

5/8 47.08

@

Se colocará 4/3 as calculado

107.85

2.47

80.89

Con

5/8

@

81

Con

3/4

@

115

3/4

@

30

Se colocará fierro de Talón posterior

n=

2.15 m Mu = 1.5 ( D+ Ev) =

62.40 tn tn - m

Mu = ainicial= Acero calculado: calculado:

62.40 t.m 2.76 As =

ac=

11.80 cm2 2.78 cm

Se colocará 4/3 as calculado

15.74

fierro de Se colocará Se colocará fierro de

3/4 @

3/4

@

18.04

15


8.2 DISEÑO DE REFUERZO EN COLUMNAS 8.2.1

COLUMNA DE PORTICO COLUMNAS FLEXO-COMPRESION El resumen de resultados del analisis estructural:

SOLICITACIONES MAYORADAS EXTREMO INFERIOR COMBINACION Pu Mu

EXTREMO SUPERIOR Pu Mu

R1

-138.64

-238.30

-132.69

-573.90

R2

-47.32

-68.37

-43.29

-175.32

EX1

-104.19

-163.83

-72.94

-289.76

EX2

-82.49

-147.90

-51.98

-202.61

Momento simplificado solo flexión: Solo barras en tracción de extremo (2 capas) Ms= -573.9 tn-m As =

93.72 cm2/ cara barras de 1 3/8" n= como referencia

EXTREMO SUPERIOR

b= h=

45.00 cm 180.00 cm

COLUMNA S FLEXO-COMPRESION

fc = fy=

210 kg/cm2 4200 kg/cm2 fi =

Cuantía colocada =

Pn

=

0.003 2000000

E =

0.7 0.0264

CAPACIDAD ´0.1* fc* b* h = Tracc=

170.1 tn 809.68 tn

Compresión=

-1615.08 tn

fi Pn

Mn

fi Mn

809.68

708.99 48.89 -208.30 -391.28 -546.24 -614.49 -998.12 -1,241.33 -1,456.23 -1,744.07 -1,920.29 -2,087.62

εu

-156.50 - 641.64 -809.38 -893.36 -937.10 -947.74 -817.01 -711.97 -607.89 -440.61 -316.55 -179.88

fi 0.00

496.29

- 109.55

41.19

- 540.59

- 145.81

- 566.56

- 273.90

- 625.35

- 382.37

- 655.97

- 430.14

- 663.42

- 698.69

- 571.91

- 868.93

- 498.38

- 1019.36

- 425.52

- 1220.85

- 308.43

- 1344.20

- 221.58

- 1461.33

- 125.92

-1615.08

0.00

0.70 0.84 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70

9.4

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. SOLICITACIONES Pu

Mu

tn

tn-m -132.69 - 43.29 - 72.94 - 51.98

cuantia = p

-573.9 - 175.32 - 289.76 - 202.61

2.64% As =

213.84 cm 2

15 5 2 2 5 15

fierros fierros fierros fierros fierros fierros

1"= 1"= 1"= 1"= 1"= 1"=

44 fierros 1 " =

76.5 25.5 10.2 10.2 25.5 76.5 224.4 cm 2


Empleando fierro de 1 3/8"

cuantia = p

2.61% As =

211.0 cm 2

Se colocara esta disposición

8 2 2 2 2 2 8

fierros fierros fierros fierros fierros fierros fierros

1 3/8" 1"= 1"= 1"= 1"= 1"= 1 3/8"

80.0 10.2 10.2 10.2 10.2 10.2 80.0 211.0 cm 2


EXTREMO INFERIOR

b= h=

45.00 cm 120.00 cm

COLUMNAS FLEXO-COMPRESION

fc = fy=

210 kg/cm2 4200 kg/cm2 fi =

Cuantía colocada =

Pn

=

0.003 2000000

0.7 0.0243

CAPACIDAD ´0.1* fc* b* h = Tracc=

113.4 tn 495.18 tn

Compresión=

-1043.50 tn

fi Pn

Mn

fi Mn

495.18

461.23 77.42 -110.99 -234.59 -349.88 -409.66 -666.18 -821.01 -958.32 -1,143.53 -1,257.55 -1,366.23

εu

E =

-48.01 -235.47 -314.74 -348.40 -369.45 -373.42 -325.76 -285.41 -243.88 -174.85 -122.44 -63.98

fi 0.00

322.86

-33.61

59.11

- 179.77

- 78.16

- 221.65

- 164.22

- 243.88

- 244.91

- 258.62

- 286.76

- 261.40

- 466.33

- 228.03

- 574.70

- 199.79

- 670.82

- 170.71

- 800.47

- 122.39

-880.29

-85.71

-956.36

-44.79

-1043.50

0.00

0.70 0.76 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. SOLICITACIONES Pu

Mu

tn

tn-m -138.64 -47.32 -104.19 -82.49

- 238.3 -68.37 -163.83 -147.9

DIAGRAMA DE INTERACCION 600 400 200 Capacidad Cargas

S E L A I X A

0 -300

-200

-100

-200 0 -400 -600 -800 -1000 -1200

MOMENTOS

cuantia = p

2.43% As =

131.22 cm 2

Se colocara

4 2 2 2 2 2 4

fierros fierros fierros fierros fierros fierros fierros

1 3/8" = 1"= 1"= 1"= 1"= 1"= 1 3/8" =

40.0 10.2 10.2 10.2 10.2 10.2 40.0 131.0 cm 2


8.3 DISEÑO DE VIGAS DEL PORTICO

fć = fy = 0.0 L

0.1 L

0.2 L

Mu tn-m

573.34

351.84

160.31

b cm h cm r cm d cm

45

45

180.0

ai = cm As c= cm2 a= cm As min1 cm2 4/3 As c= cm2 As cm2

280 kg/cm2 4200 kg/cm2 0.3 L

0.4 L

0.5 L

86.56

135.09

151.07

45

45

45

45

147.6

122.4

104.4

93.6

90.0

12

9

9

9

9

12

168.00

138.60

113.40

95.40

84.60

78.00

40.20

29.50

15.70

9.90

18.60

23.50

102.55

75.15

40.18

25.32

47.46

60.33

40.22

29.47

15.76

9.93

18.61

23.66

25.20

20.79

17.01

14.31

12.69

11.70

136.74

100.21

53.57

33.76

63.28

80.43

102.55

75.15

40.18

25.32

47.46

60.33


AS - =

20.1 barras de 1"

ó 10.3 barras de de 1 3/8" Se colocará 12 barras de 1 3/8" 2 capas

As + =

11.8 barras de 1"

ó

6.0 barras de de 1 3/8"

Se colocará

6 2 capas

barras de 1 3/8"

Refuerzo por cortante Estribos

con Av=

2

1.29

2.58 cm2/ 2 ramas

0.0 L

0.1 L

0.2 L

0.3 L

Vu tn

126.00

95.34

72.65

52.87

b cm d cm Vc tn S cm

45

45

45

45

45

45

168.0

138.6

113.4

95.4

84.6

78.0

67.05

47.02

38.47

32.36

28.70

26.46

22

23

26

35

S max

Smax

Se colocará:

Estribos de 1/2 en dos ramas 1 @ 0.05 25 @ 0.10 5 @ 0.15 5 @ 0.20 Resto @ 0.30

0.4 L

35.27

0.5 L

21.26


3.00

8.4 DISEÑO DE LOSA DE APROXIMACION

APOYO EN PUENTE wd =

1.062 tn/m

11.2 1.2 W L=

Rd=

0.96 tn/m

1.59 tn

1.0

14.78 HL-93 M

R1=

21.1 tn

HL-93 K

R2 =

25.3 tn

RW=

0.72 tn

Con dos apoyos por via: Ru = (1.25* D+ 1.75 L+I) / n n=

2.000

5 fierros 1/2" Por apoyo: 23.74 tn

Ru =

0.20 f fć Ac = Avf = Vu /( f

149.94 tn > Vu

0.4

4.75 cm2

fy m) =

Mu = Vu a + Nuc ( h -d) = Af =

Conforme

0.3

7.953 tn-m

3.90 cm2 0.3

An = Nuc / f

fy =

0.66 cm2 6/8´´

Af + An = 2/3 Avf + An

4.56 cm2 3.83

con 5/8" 2.28 barras se usará fierros de 5/8

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. Armadura de Losa de Aproximacion

Considerando el efecto de carga puntual

P t = 145 KN =

145 kN

Por llanta =

72.50

tn

7.40

Sobre una losa con apoyo elastico Con las siguientes caracteristicas

e=

20 cm

Ks =

Franja de l =

4 kg/cm3

K res=

U = Mu =

1m 20,000 kg/cm=

1.25

2000 tn/m

D +

4.17 tn /m

E =

2.3275

L

1.2

se tiene: f`c = fy = b = d = ß1 = 0.75 pb = Kbd2 =

280 kg/cm2 4200 kg/cm2

Mu = a inicial=

3.5 tn-m 0.9

100.0 cm 15.0 cm

As =

ac=

0.85 0.0345

Acero calculado:

20.41

Se colocará :

fierro de fierro de

cm2

6.32

1.1 cm 4/8 pulg

@ 20.4

1/2 pulg

@ 20.0

3.00 m

Sellante elastomérico Tipo IGAS-K o similar

Asfalto

0.2 m 0.2 m 1/2" @ 0.40 m

solado 0.1 DIMENSIONES

ELEVAVACION

0.3 m


1/2" @ 0.20

1/2" @ 0.20 m

1/2" @ 0.20 1/2" @ 0.20 m ARMADURA LOSA APROXIMACION

Verificación de cortante bidireccional

Como la losa está apoyada en suelo y en tope de braquete en superestructura Vu =

11.87 tn

bo =

117.5 cm

Vr = 0.85 d bo 0.53 fć0.5 Vr = 13.29 tn Conforme


8.5 DISEÑO DE LOSA DE TABLERO a. Veredas en volado

Carga peatonal

0.5 t/m2

0.40 m

2.4.3.7 M Ptes MTC 0.20 m

1.50 m

2.00 m

Elemento losa

L m

e m

peso tn

M tn-m

2.00 m

0.2

0.96

0.960

0.196

0.372

0.75

0.713

baranda Peatonal

1.50 m

Mu = f`c = fy = b = d = ß1 = 0.75 pb = Kbd2 =

2.91 tn-m 280 kg/cm2 4200 kg/cm2

Mu = a inicial= Acero calculado:

100.0 cm 16.0 cm 0.85 0.0345 23.23

2.91 tn-m 0.9 As =

4.95

ac= As min = ó Asmin = 4/3 As cal = As colocar = 5.33 fierro de

cm2

0.9 cm 5.33 cm2 6.61 cm2 4/8 pulg

@ 19.5

Se colocaría : fierro de

4/8 pulg

Se verificará el acero de tablero vehicular.

@ 25.0

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. b. Tablero vehicular

CALCULO DE LA LOSA

La envolvente de diseño de las cargas que se aplican a la estructura permiten determinar las máximas solicitaciones mayoradas Mu22 Momento + perpendicular al trafico

M- = 3.32 t-m

Mu22 Momento -

perpendicular al trafico

M- = 5.11 t-m


Mu11 Momento + Paralelo al trafico

M- = 3.82t-m

Mu11 Momento Paralelo al trafico

M- = 4.80 t-m

EN EL SENTIDO PERPENDICULAR AL TRAFICO Refuerzo de losa:

f`c = fy = b = d = ß1 = 0.75 pb =

Acero principal negativo Mu = a inicial=

280 kg/cm2 4200 kg/cm2 100.0 cm 15.0 cm 0.85 0.0345

As =

ac=

9.55

5.11 tn-m 1.7 cm2

1.7 cm

Acero calculado: fierro de

5/8 pulg

@ 20.7

Colocar Kbd2 =

20.41

fierro de fierro de

5/8 pulg 1/2 pulg

@ 30.0 @ 30.0

6.67 4.30 10.97


conforme

Refuerzo de losa:

f`c = fy = b = d = ß1 = 0.75 pb =

Acero principal positivo Mu = a inicial=

280 kg/cm2 4200 kg/cm2 100.0 cm 15.0 cm 0.85 0.0345

As =

ac=

6.08

3.32 tn-m 1.1 cm2

1.1 cm


5/8 pulg

@ 32.6

Colocar Kbd2 =

20.41 fierro de

5/8 pulg

6.60 6.60 conforme

@ 30.0

EN EL SENTIDO PARALELO AL TRAFICO Refuerzo de losa:

f`c = fy = b = d = ß1 = 0.75 pb =

Acero perpendicular negativo Mu = a inicial=

280 kg/cm2 4200 kg/cm2 100.0 cm 15.0 cm 0.85 0.0345

As =

ac=

8.94

4.80 tn-m 1.6

cm2

1.6 cm


5/8 pulg

@ 22.1

Colocar Kbd2 =

20.41

fierro de fierro de

5/8 pulg 1/2 pulg

@ 35.0 @ 35.0

5.71 3.69 9.40


conforme

Refuerzo de losa:

f`c = fy = b = d = ß1 = 0.75 pb = Kbd2 =

Acero perpendicular positivo Mu = a inicial=

280 kg/cm2 4200 kg/cm2 100.0 cm 15.0 cm

As =

ac=

7.02

3.82 tn-m 1.2 cm2

1.2 cm

Acero calculado:

0.85 0.0345

fierro de

5/8 pulg

@ 28.2

Colocar

20.41

fierro de

5/8 pulg

@ 27.5

7.20 7.20 conforme

Refuerzo mínimo recomendado por las normas: Para el acero positivo: Acero de repartición = 100/ L 0.5 Acero de repartición =

< 50%

Comparando con el acero calculado

4.25 cm2 Se coloca el acero calculado

Acero de temperatura Ast = b hf *0.0018 / 2 = corresponde fierro de

1.62 3/8"

43.8 cm Colocar

fierro de

3/8 pulg

@ 30.0

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. 8.6 DISEÑO DE PARED FRONTAL

6.50

2.10

0.53 2.10

Para refuerzo horizontal

(m)

Espesor (m)

Presion (m)

Mu- volado (m)

Mu- ext (m)

Mu+ (m)

Mu-int (m)

As + (cm2)

As(cm2)

0.00

0.30

0.47

0.10

0.34

0.31

0.34

0.43

0.48

1.30

0.30

0.47

0.10

0.34

0.31

0.34

0.43

0.48

2.60

0.30

0.93

0.19

0.68

0.62

0.68

0.86

0.96

3.25

0.30

1.16

0.24

0.85

0.77

0.85

1.08

1.20

3.90

0.30

1.40

0.29

1.03

0.92

1.03

1.29

1.44

5.20

0.30

1.86

0.38

1.37

1.23

1.37

1.72

1.91

6.50

0.30

2.33

0.48

1.71

1.54

1.71

2.15

2.39

Profundidad

ESTRUCTURA: Puente Portico L = 25.00 m Por: ING. N. VILLASECA C. Se colocará en dos zonas zona superior

As negativo cara posterior 3/8" @ As positivo cara frontal 3/8" @

25.0 cm

2.84 cm2

25.0 cm

2.84 cm2

25.0 cm

5.08 cm2

25.0 cm

2.84 cm2

zona inferior As negativo cara posterior 1/2" @ As positivo cara frontal 3/8" @ Para refuerzo vertical

a= b=

6.50 2.15

g = a/b = l = b/a =

3.02 0.33

(m)

Espesor (m)

Presion (m)

factor placa

Mu (tn-m)

As (cm2)

barra (pulg)

s (m)

0.00

0.30

1.16

-0.0027

-0.20

-0.28

3/8

254.92

3.25

0.30

1.16

0.0031

0.23

0.32

3/8

222.03

6.50

0.30

2.33

-0.0112

-1.65

2.31

4/8

54.96

Profundidad

Se colocará refuerzo: As negativo cara posterior 1/2" @ As positivo cara frontal 3/8" @

10.0 cm

12.70 cm2

20.0 cm

3.55 cm2


8.7 OTROS ELEMENTOS VIGA TRANVERSAL

Mu =

19.41 tn-m

b=

30 cm

fć =

h=

100 cm

fy =

d=

90 cm

ai =

4.6 cm

As =

4200 kg/cm2

5.85 cm2 a2 =

As min=

210 kg/cm2

9.0 cm2

4.59 cm 4/3 As cal =

7.81

cm2

As colocar = Con fierro de 3/4"

7.805 cm2

2.7 barras

Se colocará 3 BARRAS DE 3/4"

VIGA EN EXTREMO

Mu =

77.4 tn-m

b=

30 cm

fć =

h=

100 cm

fy =

d=

90 cm

ai =

20.1 cm

As =

4200 kg/cm2

25.61 cm2 a2 =

As min=

210 kg/cm2

9.0 cm2

20.09 cm 4/3 As cal =

34.15 As colocar =

Con fierro de 1""

5.0 barras

cm2 25.615 cm2


MURO SEPARADOR DE TRAFICO

A 13.2

BARANDA VEHICULAR

W =

355,000 N

B=

2450 mm

G=

1850 mm

Angulo de impacto =

15 º

Ft =

240,000 N

Lt =

1070 mm

He min =

810 mm

He = G - W B / 2 Ft He calculado =

38.0 mm He =

0.15

810.0 mm

0.18 0.057

2 f 5/8" 1/2 @ 6 f 1/2"

25

1.05 m

0.7

5/8 @

22.5

4 f 1/2" 0.25 0.1

Mw =

2.31

tn-m

Mb =

0.88

tn-m

Mc=

12.94

tn-m

MEMORIA CALCULO PORTICO L= 25m.pdf

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